JP2010202967A - ガスワイピング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で、ノズルスリットの鋼板板幅方向のガス吹き出し幅やガス吹き出し位置を可変にして、ガスの無駄な消費を無くすと共に、騒音や板振動とエッジオーバーコートを生起することを抑制できるガスワイピング装置を提供する。
【解決手段】溶融めっき浴１０から出て上方に向けて走行するストリップＳの表，裏面にワイピングノズル１２からガスを吹き付けてめっき付着量を制御するガスワイピング装置１１において、ワイピングノズル１２は上リップ１６と下リップ１７とに分割され、これら両リップのガス吹き出し幅方向の上下に違えた相反位置にガス供給流路２１を部分的に塞ぐ密封面１６Ａ，１７Ａを形成すると共に、当該両リップを鋼板の板幅方向に移動可能に設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、亜鉛等の溶融金属めっきラインにおける溶融金属めっき設備に用いられるガスワイピング装置に関する。

この種溶融金属めっきラインにおいては、一般に、焼き鈍し等の前処理を連続的に施し高温に保持したストリップ（被めっき鋼板）を、溶融金属ポット（溶融めっき浴）中のシンクロールに通板して上方へ走行させ、その走行下でめっき付着量（溶融金属厚さ，膜厚）を制御した後、所定の冷却パターンで常温まで冷却する方法が行われている。

そして、前記走行下では、ストリップの表面に付着した溶融亜鉛の余剰分が、例えば溶融めっき浴上方に対向設置した一対のワイピングノズル（ガスワイピング装置）から吹き付けられるガスによってワイピングされることによって、所要のめっき付着量に制御されるようになっている（特許文献１参照）。

例えば、従来のガスワイピング装置は、図１０及び図１１に示すように、ノズルヘッダー１００の内部からガス供給流路１０１を通ってワイピングノズル１０２に供給されたガスは、当該ワイピングノズル１０２の上リップ１０３と下リップ１０４との対向面間で画成されるノズルスリット１０５より図示しないストリップの板幅方向に一様に吹き出すようになっている。

特開平６−３３０２７５号公報 特許第４０２０２１７号公報 特許第３５３３７７５号公報 特開２００６−２７４３８１号公報

ところが、上述したような従来のガスワイピング装置は、上リップ１０３と下リップ１０４とが複数本の鉛直方向固定ボルト１０６で両者間が一体化される（図１１（ａ）参照）と共に、複数本の水平方向固定ボルト１０７で両者がノズルヘッダー１００側に一体化される（図１１（ｂ）参照）構造となっていた。

そのため、ノズルスリット１０５のストリップ板幅方向のガス吹き出し幅は固定されることから、当該ガス吹き出し幅はストリップの最大板幅以上に設定されていた。これにより、ストリップの狭い板幅のワイピング時においては、板幅より外側のガスを無駄に消費していると共に、対向する吹出しガス同士が高速で衝突するため騒音や板振動とエッジオーバーコートを生起するという問題点があった。

そこで、本発明の目的は、ワイピングノズルのリップを鋼板の板幅方向へ移動可能にするという簡単な構造で、ノズルスリットの鋼板板幅方向のガス吹き出し幅やガス吹き出し位置を可変にして、ガスの無駄な消費を無くすと共に騒音や板振動とエッジオーバーコートの発生を抑制できるガスワイピング装置を提供することを目的とする。

尚、特許文献２や特許文献３には、ワイピングノズルのノズルスリットを画成する一対のリップを相対的に鋼板の板幅方向へ移動可能に構成したものが開示されているが、これらは、一対のリップ形状の相対変位によりノズルスリットのギャップ（リップ間の間隔）を調整するもので、ノズルスリットの鋼板板幅方向のガス吹き出し幅やガス吹き出し位置を可変にするものではない。

また、特許文献４には、ワイピングノズル内にガスの流れを遮断する遮断ベルトを配置すると共にノズルスリット内に遮断ベルトと一体動可能なサイドプレートを挿入し、遮断ベルトをガス流通室の端部から中央部に向けて進退動させることで、ノズルスリットの鋼板板幅方向のガス吹き出し幅やガス吹き出し位置を可変にするガスワイピング装置が開示されているが、この装置は遮断ベルトやサイドプレート等の部品点数が増大すると共に移動機構を含めて構造が煩雑化するのでコストアップを招来すると共に装置の信頼性に欠けるという欠点がある。

前記目的を達成するための本発明に係るガスワイピング装置は、
溶融めっき浴から出て上方に向けて走行する鋼板の表，裏面にワイピングノズルからガスを吹き付けてめっき付着量を制御するガスワイピング装置において、
前記ワイピングノズルは上リップと下リップとに分割形成され、これら両リップのガス吹き出し幅方向の上下に違えた相反位置にガス供給流路を部分的に塞ぐ密封面を形成すると共に、当該両リップを鋼板の板幅方向に移動可能に設けたことを特徴とする。

また、
前記上リップと下リップとは、前記ガス供給流路を有したガス供給ベース上に鋼板の板幅方向に摺動可能に支持される一方リップ押えにより任意の位置に固定可能になっていることを特徴とする。

また、
前記上リップと下リップのノズルスリット形成用の対向面のそれぞれ常時鋼板の板端近傍に位置する部位に凹み部を形成し、ノズルスリットのギャップが鋼板の板中央部より板端近傍の方が大きくなるようにしたことを特徴とする。

また、
前記上リップと下リップを前記鋼板の板幅方向へ各々独立して移動させることができる移動機構と、
前記両リップを各々独立して移動させるための駆動手段と、
前記両リップに付設されて前記鋼板の板端部を検出する板端検出センサと、
前記両板端検出センサからの検出信号に基づいて前記両リップを前記鋼板の板端部の位置変化に対応させるべく前記両駆動手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。

また、
前記上リップと下リップにバッフルプレートを設置したことを特徴とする。

前記構成の本発明に係るガスワイピング装置によれば、ワイピングノズルを上リップと下リップとに分割形成し、これらの上，下リップを鋼板の板幅方向の異方向に移動させるという簡単な構造で、鋼板の板幅に対応してノズルスリットの鋼板板幅方向のガス吹き出し幅を変更することができると共に、上，下リップを鋼板の板幅方向の同方向に移動させることで前記鋼板の蛇行に対応してノズルスリットの鋼板板幅方向のガス吹き出し位置を変更することもできる。

これらの結果、板幅より外側のガスを無駄に消費することや対向する吹出しガス同士が高速で衝突することによる騒音や板振動とエッジオーバーコートの発生を未然に回避することができる。

本発明の実施例１を示す亜鉛等の溶融金属めっきラインにおける溶融金属めっき設備に用いられるガスワイピング装置の概略構成側面図である。 ワイピングノズルの異なった作用状態を示す図３のＦ−Ｆ矢視断面相当図であり、同図（ａ）はストリップの狭幅時の作用状態図で同図（ｂ）はストリップの広幅時の作用状態図である。 図２（ｂ）のＡ−Ａ矢視断面図である。 図２（ｂ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。 図２（ｂ）のＣ−Ｃ矢視断面図である。 本発明の実施例２を示すワイピングノズルの異なった作用状態を示す各々の正面図であり、同図（ａ）はストリップの狭幅時の作用状態図で同図（ｂ）はストリップの広幅時の作用状態図である。 本発明の実施例３を示すワイピングノズルの異なった作用状態を示す各々の正面図であり、同図（ａ）はストリップの狭幅時の作用状態図で同図（ｂ）はストリップの広幅時の作用状態図である。 本発明の実施例４を示すワイピングノズルの異なった作用状態を示す各々の正面図であり、同図（ａ）はストリップの狭幅時の作用状態図で同図（ｂ）はストリップの広幅時の作用状態図である。 本発明の実施例５を示す図２（ｂ）のＢ−Ｂ矢視に相当するワイピングノズルの断面図である。 従来のガスワイピング装置の要部正面図である。 同じくガスワイピング装置の断面図であり、同図（ａ）は図１０のＤ−Ｄ矢視断面図で同図（ｂ）は図１０のＥ−Ｅ矢視断面図である。

以下、本発明に係るガスワイピング装置を実施例により図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明の実施例１を示す亜鉛等の溶融金属めっきラインにおける溶融金属めっき設備に用いられるガスワイピング装置の概略構成側面図、図２はワイピングノズルの異なった作用状態を示す図３のＦ−Ｆ矢視断面相当図であり、同図（ａ）はストリップの狭幅時の作用状態図で同図（ｂ）はストリップの広幅時の作用状態図、図３は図２（ｂ）のＡ−Ａ矢視断面図、図４は図２（ｂ）のＢ−Ｂ矢視断面図、図５は図２（ｂ）のＣ−Ｃ矢視断面図である。

図１に示すように、溶融金属ポット（溶融めっき浴）１０から出て上方に向けて走行するストリップ（被めっき鋼板）Ｓの表，裏面に対向して一対のガスワイピング装置１１が設けられ、これらのガスワイピング装置１１のワイピングノズル１２からストリップＳの表面にガスを吹き付けて（図１中矢印参照）めっき付着量（溶融金属厚さ，膜厚）を制御し得るようになっている。尚、図１中にはストリップＳの表，裏面の一方側のガスワイピング装置１１を示し、他方側のガスワイピング装置１１はストリップＳを中心に対称に配置される一方側のガスワイピング装置１１と同じ構成のものであるので図示は省略する。

具体的には、前記ガスワイピング装置１１において、ノズルヘッダー１３の内部からマニホールド１４のガス供給流路１５を通ってワイピングノズル１２に供給されたガスは、当該ワイピングノズル１２の上リップ１６と下リップ１７との対向面１６ａ，１７ａ間で画成されるノズルスリット１８よりストリップＳの板幅方向に一様に吹き出すようになっている。

また、前記ワイピングノズル１２は、マニホールド１４の接合フランジ部１９にＴ字状のスライドベース（ガス供給ベース）２０が横向きにボルト結合され、そのガス供給流路２１が接合フランジ部１９のガス供給流路２２を介して前記マニホールド１４のガス供給流路１５に連通している。尚、スライドベース２０のガス供給流路２１は集合流路部２１ａと多孔流路部２１ｂ（図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）とからなる。

そして、前記スライドベース２０の水平な凸状部２０ａに、該凸状部２０ａを上下方向から挟むようにして上述した上リップ１６と下リップ１７が装着されている。

具体的には、上リップ１６と下リップ１７の根元部が上，下摺動ライナ２３Ａ，２３Ｂを介して前記凸状部２０ａの上，下面にそれぞれ凹凸状態で係合され、スライドベース２０に嵌着された上，下静圧パッド（リップ押え）２４Ａ，２４Ｂのエアー圧により上リップ１６と下リップ１７は凸状部２０ａの上，下面の任意の位置にそれぞれ押付け固定される一方、これらの上，下静圧パッド２４Ａ，２４Ｂのエアー圧解放（又は減圧）下で上リップ１６と下リップ１７は凸状部２０ａの上，下面上をそれぞれ前記上，下摺動ライナ２３Ａ，２３Ｂを介してストリップＳの板幅方向にスライド可能になっている。

尚、上，下摺動ライナ２３Ａ，２３Ｂにはオイルレスのものを用いるが、ＬＭガイド化を図っても良い。また、上，下静圧パッド２４Ａ，２４Ｂには、前記上リップ１６と下リップ１７の固定時に、当該上，下静圧パッド２４Ａ，２４Ｂ及びスライドベース２０の内部通路と図示しない外部配管を介してコンプレッサー等の加圧エアー供給源からのエアー圧が供給されるようになっているが、エアー圧に代えて他の流体圧が供給されても良いし、上，下静圧パッド２４Ａ，２４Ｂに代えて機械的な固定手段を用いても良い。

図２乃至図５に示すように、上リップ１６の背面には長手方向にラック（移動機構）２５Ａが付設され、このラック２５Ａに噛合するピニオン（移動機構）２６Ａがガスワイピング装置１１の固定部材に適宜の手段で支持された上リップ移動用モータ（駆動手段）２７Ａの出力軸上に固設されると共に、下リップ１７の背面には長手方向にラック（移動機構）２５Ｂが付設され、このラック２５Ｂに噛合するアイドルギア（移動機構）２８に、ガスワイピング装置１１の固定部材に適宜の手段で支持された下リップ移動用モータ（駆動手段）２７Ｂの出力軸上に固設されたピニオン（移動機構）２６Ｂが噛合している。尚、アイドルギア２８はスライドベース２０に植設された支持軸２９上に回転自在に支持される。

従って、上リップ１６と下リップ１７はそれぞれ独立して任意の方向にスライド可能となる。そして、このスライドに伴い、上リップ１６と下リップ１７には、スライドベース２０におけるガス供給流路２１の多孔流路部２１ｂをノズルスリット１８の長手方向（ストリップＳの板幅方向）において部分的に塞ぐ密封面１６Ａ，１７Ａが、ガス吹き出し幅方向の上下に違えた相反位置にそれぞれ形成される（図４及び図５参照）。

また、上リップ１６と下リップ１７の前記密封面１６Ａ，１７Ａを有する部位においては、それぞれ対応する下リップ１７と上リップ１６との対向面同士が気密的に密着され、それぞれ側面シールＳａ，Ｓｂを形成している（図４及び図５参照）。

このように構成されるため、例えばストリップＳが広幅→狭幅に変更になった場合は、図２（ａ）に示すように、上リップ１６と下リップ１７を互いに重なる方向（パスラインの中心に向けて）に相反的（図中矢印参照）にスライドさせることで、ノズルスリット１８のストリップ板幅方向のガス吹き出し幅がストリップＳの板幅に対応して狭くなる。つまり、スライドベース２０における一部の多孔流路部２１ｂからのガスがノズルスリット１８から吹き出され、スライドベース２０のその他の多孔流路部２１ｂは上リップ１６と下リップ１７の上述した密封面１６Ａ，１７Ａで閉塞されるのである。

逆に、ストリップＳが狭幅→広幅に変更になった場合は、図２（ｂ）に示すように、上リップ１６と下リップ１７を互いに離間する方向（パスラインの中心から離れる方向）に相反的（図中矢印参照）にスライドさせることで、ノズルスリット１８のストリップ板幅方向のガス吹き出し幅がストリップＳの板幅に対応して広くなる（図示例では最大幅になる）。つまり、スライドベース２０における全ての多孔流路部２１ｂからのガスがノズルスリット１８から吹き出されるのである。

また、上リップ１６と下リップ１７をともに同一方向にスライドさせることで、ノズルスリット１８のストリップ板幅方向のガス吹き出し幅を変えずに、ストリップ板幅方向のガス吹き出し位置を変更することができる。即ち、ストリップＳが蛇行した場合、上リップ１６と下リップ１７はこれに追従してスライドでき、常に、ストリップＳの板幅にノズルスリット１８のストリップ板幅方向のガス吹き出し幅を、上述した適正な関係（ガス吹き出し幅と吹き出し位置において）を維持するように対応させられるのである。

これらの結果、本実施例によれば、ストリップＳの板幅より外側のガスを無駄に消費することを未然に回避することができ、省エネルギーが図れる。即ち、板幅より外側のガスが減少することにより、ノズル内圧力の一定下ではそれだけガス供給量を減らすことができると共に、逆に、少ないガス供給量でノズル内圧力を高めることができるのである。加えて、ストリップＳの板幅より外側で対向する吹出しガス量が減少するので、対向する吹出しガス同士が高速で衝突することによる騒音や板振動とエッジオーバーコートの発生を抑制することができる。

また、上リップ１６と下リップ１７にスライドベース２０におけるガス供給流路２１の多孔流路部２１ｂをノズルスリット１８の長手方向において部分的に塞ぐ密封面１６Ａ，１７Ａをそれぞれ形成して当該上リップ１６と下リップ１７をストリップＳの板幅方向にスライドさせることで所期の目的を達成できるので、前述したラック＆ピニオンの移動機構やモータの駆動手段等を含めて簡単な構造で済む。

図６は本発明の実施例２を示すワイピングノズルの異なった作用状態を示す各々の正面図であり、同図（ａ）はストリップの狭幅時の作用状態図で同図（ｂ）はストリップの広幅時の作用状態図である。

この実施例は、実施例１における上リップ１６と下リップ１７のノズルスリット１８を形成する対向面１６ａ，１７ａのそれぞれ常時ストリップＳの板端近傍に位置する部位に凹み部１６ｂ，１７ｂを形成し、ノズルスリット１８のギャップがストリップＳの板中央部より板端近傍の方が大きくなるようにした例で、その他の構成は実施例１と同様である。

本実施例によれば、実施例１と同様の作用・効果に加えて、ストリップＳの板中央部より板端近傍の方がガス供給量が増え、それだけストリップＳの板幅より外側で対向する吹出しガス同士が高速で衝突することの影響が少なくて済み、ワイピング能力の向上でより一層騒音や板振動とエッジオーバーコートの発生を抑制することができる。

図７は本発明の実施例３を示すワイピングノズルの異なった作用状態を示す各々の正面図であり、同図（ａ）はストリップの狭幅時の作用状態図で同図（ｂ）はストリップの広幅時の作用状態図である。

この実施例は、実施例１における上リップ１６と下リップ１７のそれぞれ常時ストリップＳの板端近傍に位置する部位に板端検出センサ（フォトセンサや２Ｄレーザセンサ等）３０Ａ，３０Ｂを取り付け、この板端検出センサ３０Ａ，３０Ｂからの検出信号を入力するマイクロコンピュータ等からなるリップ移動制御用のコントローラ（制御手段）３１により上，下リップ移動用モータ２７Ａ，２７Ｂを駆動制御するようにした例で、その他の構成は実施例１と同様である。

本実施例によれば、実施例１と同様の作用・効果に加えて、自動でかつ精度良く、ノズルスリット１８のストリップ板幅方向のガス吹き出し幅やガス吹き出し位置を調整することができる。

図８は本発明の実施例４を示すワイピングノズルの異なった作用状態を示す各々の正面図であり、同図（ａ）はストリップの狭幅時の作用状態図で同図（ｂ）はストリップの広幅時の作用状態図である。

この実施例は、実施例１における上リップ１６と下リップ１７のそれぞれ常時ストリップＳの板端近傍に位置する部位に、ストリップＳの板幅より外側で対向する吹出しガス同士の衝突を防止するためのバッフルプレート３２Ａ，３２Ｂを取り付けた例で、その他の構成は実施例１と同様である。尚、各バッフルプレート３２Ａ，３２Ｂは、各々のリップ１６，１７に対し板幅方向の移動は不能に固定されているが、板幅方向と直角方向に移動可能であると共にストリップＳの板端部の板幅方向と直角方向の移動に追従して揺動可能に構成すると好適である。

本実施例によれば、実施例１と同様の作用・効果に加えて、精度良くストリップＳの板端とバッフルプレート３２Ａ，３２Ｂの端を近接させることができ、バッフルプレート３２Ａ，３２Ｂの作用をフルに発揮してより一層エッジオーバーコートの発生を抑制することができる。

図９は本発明の実施例５を示す図２（ｂ）のＢ−Ｂ矢視に相当するワイピングノズルの断面図である。

この実施例は、実施例１における上リップ１６と下リップ１７の密封面１６Ａ，１７Ａを、スライドベース２０における多孔流路部２１ｂの一部を閉塞する部位からノズルスリット１８を形成する対向面１６ａ，１７ａ側に形成した例で、その他の構成は実施例１と同様である。

本実施例によっても、実施例１と同様の作用・効果が得られる。

尚、本発明は上記各実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、上，下リップやスライドベース及びその凸状部の形状変更等各種変更が可能であることは言うまでもない。また、上記各実施例では、上，下リップの両方を移動させてストリップ板幅方向のガス吹き出し幅とストリップ板幅方向のガス吹き出し位置を可変に構成したが、上，下リップの何れか一方を移動させてストリップ板幅方向のガス吹き出し幅を可変に構成することも可能であることは言うまでもない。

本発明に係るガスワイピング装置は、製鉄プロセスラインに適用することができる。

１０ 溶融金属ポット（溶融めっき浴）
１１ ガスワイピング装置
１２ ワイピングノズル
１３ ノズルヘッダー
１４ マニホールド
１５ ガス供給流路
１６ 上リップ
１６Ａ 密封面
１６ａ 対向面
１６ｂ 凹み部
１７ 下リップ
１７Ａ 密封面
１７ａ 対向面
１７ｂ 凹み部
１８ ノズルスリット
１９ 接合フランジ部
２０ スライドベース（ガス供給ベース）
２０ａ 凸状部
２１ ガス供給流路
２１ａ 集合流路部
２１ｂ 多孔流路部
２２ ガス供給流路
２３Ａ 上摺動ライナ
２３Ｂ 下摺動ライナ
２４Ａ 上静圧パッド（リップ押え）
２４Ｂ 下静圧パッド（リップ押え）
２５Ａ，２５Ｂ ラック（移動機構）
２６Ａ，２６Ｂ ピニオン（移動機構）
２７Ａ 上リップ移動用モータ（駆動手段）
２７Ｂ 下リップ移動用モータ（駆動手段）
２８ アイドルギア
２９ 支持軸
３０Ａ，３０Ｂ 板端検出センサ
３１ リップ移動制御用のコントローラ（制御手段）
３２Ａ，３２Ｂ バッフルプレート
Ｓ ストリップ（被めっき鋼板）
Ｓａ，Ｓｂ 側面シール

Claims (5)

1. 溶融めっき浴から出て上方に向けて走行する鋼板の表，裏面にワイピングノズルからガスを吹き付けてめっき付着量を制御するガスワイピング装置において、
   前記ワイピングノズルは上リップと下リップとに分割形成され、これら両リップのガス吹き出し幅方向の上下に違えた相反位置にガス供給流路を部分的に塞ぐ密封面を形成すると共に、当該両リップを鋼板の板幅方向に移動可能に設けたことを特徴とするガスワイピング装置。
2. 前記上リップと下リップとは、前記ガス供給流路を有したガス供給ベース上に鋼板の板幅方向に摺動可能に支持される一方リップ押えにより任意の位置に固定可能になっていることを特徴とする請求項１に記載のガスワイピング装置。
3. 前記上リップと下リップのノズルスリット形成用の対向面のそれぞれ常時鋼板の板端近傍に位置する部位に凹み部を形成し、ノズルスリットのギャップが鋼板の板中央部より板端近傍の方が大きくなるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のガスワイピング装置。
4. 前記上リップと下リップを前記鋼板の板幅方向へ各々独立して移動させることができる移動機構と、
   前記両リップを各々独立して移動させるための駆動手段と、
   前記両リップに付設されて前記鋼板の板端部を検出する板端検出センサと、
   前記両板端検出センサからの検出信号に基づいて前記両リップを前記鋼板の板端部の位置変化に対応させるべく前記両駆動手段を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１，２又は３に記載のガスワイピング装置。
5. 前記上リップと下リップにバッフルプレートを設置したことを特徴とする請求項１，２，３又は４に記載のガスワイピング装置。

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