JP2015054972A - ワイピングノズルの目詰り防止方法および目詰まり防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイピングノズルへの溶融亜鉛付着による目詰まりを確実に防止することができる目詰り防止方法を提案するとともに、その装置を提供する。
【解決手段】連続式溶融亜鉛めっきラインのワイピングノズル部を、先行鋼板と後行鋼板の溶接点が通過する際、走行する鋼板端部に沿って近接配置されたバッフルプレートを退避させると同時に、または、退避させる直前に、鋼板とワイピングノズル間に目詰り防止板を挿入し、溶融亜鉛の飛散を防止することによって、ワイピングノズルの目詰まりを防止する。
【選択図】図７

Description

本発明は、連続式溶融亜鉛めっきラインにおけるワイピングノズルの目詰りを防止する方法およびその装置に関するものである。

連続式溶融亜鉛めっきラインにおいては、素材鋼板に熱処理を施して所定の機械的特性を付与するとともに、素材鋼板表面を還元し、清浄化して活性化した後、溶融亜鉛浴槽に浸漬して鋼板表面に溶融亜鉛を付着させ、その後、浴中のシンクロールで進行方向を反転して引き上げることにより溶融亜鉛めっき鋼板を、あるいはその後さらに合金化処理を施すことにより合金化溶融亜鉛めっき鋼板（以降、溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板を纏めて「溶融亜鉛めっき鋼板」という。）を製造している。

上記溶融めっき処理において、鋼板表面に付着した過剰の亜鉛を絞り取る必要がある。亜鉛を絞り取る方法としては、浴表面に設置された２本の溝つきロールで鋼板表面の亜鉛を絞り落とすロール絞り法と、図１に示したように、スリットノズルから水蒸気、窒素ガス、燃焼廃ガス等の絞り用ガスを０．２〜２ｋｇｆ／ｃｍ^２の高圧で吹き付けて、ガスジェットナイフで絞り取る気体絞り法が一般的であり、現在では後者が主流となっている。

ところで、上記気体絞り法の場合、鋼板の表裏に高圧ガスを吹き付けているため、一方のワイピングノズルから噴出される高圧ガスによって鋼板表面、特に鋼板端部に付着した溶融亜鉛が吹き飛ばされ、対向するワイピングノズルのスリット部に付着することがある。この付着が起こると、高圧ガスを噴出するスリットが狭くなったり目詰まりを起こしたりして噴出ガス量が少なくなり、鋼板表面に付着した亜鉛を所定量まで絞り取ることができなくなって目付量の不均一が生じたり、目詰まりを起こした部分が筋状となり、表面外観不良を引き起こしたりする。

そこで、従来、付着亜鉛によるノズル詰まりが発生した場合には、作業員が特殊な治具を用いて付着した亜鉛を除去していた。しかし、この方法は、時間と手間を要するため、大きな歩留り低下を引き起こす要因となっていた。また、上記除去作業は、溶融亜鉛浴槽の上での作業となるため、安全上も問題があった。

そこで、上記問題点を解決する技術として、例えば、特許文献１には、ワイピングノズルのノズル本体内に進退自在に設けた板状のクリーニングプレートを外部からの遠隔操作で進退させて、付着した亜鉛を除去する装置が開示されている。
また、特許文献２には、鋼板端面に沿って板状のバッフルプレート（エッジプレート）を近接させ、ワイピングガスの外側方向へのガス流れを抑制することによって、鋼板のエッジ部に亜鉛が過剰に付着するのを防止するエッジ部オーバーコート防止装置が開示されている。この技術は、鋼板端部の気流の乱れを防止し、溶融亜鉛の飛散を防止する効果もあるため、ノズル詰まりの防止にも有効である。

実開平０３−２２０５９号公報 実開平０３−２２０６０号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術は、目詰まり発生後の対応策としては有効であるが、目詰まりの発生自体を防止するものではない。また、ノズルの目詰まりが発生した場合には、目詰まり発生から手入れ完了までに製造した部分が不良となり、歩留りを悪化させるため、根本的な問題解決にはなっていない。
また、特許文献２の技術は、これを適用することによって、ノズルの目詰まりを防止し、目詰まりに起因した製品不良の低減に大きな効果が得られる。しかしながら、発明者らの調査によれば、上記バッフルプレートの設置によってもなおノズルの目詰まりを完全に防止できていないことが明らかとなり、さらなる改善が求められている。

本発明は、従来技術が抱える上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワイピングノズルへの亜鉛付着によるノズル詰まりを確実に防止することができる目詰り防止方法を提案するとともに、その装置を提供することにある。

発明者らは、上記課題を解決する方法について鋭意検討を重ねた。その結果、バッフルプレートの設置によっても発生するワイピングノズルの目詰まりは、ワイピングノズル部を溶接点が通過するとき、特に、板幅が変更になるときには、バッフルプレートを設置したままとすることができないため、バッフルプレートを一時退避させることに原因があることがわかった。したがって、上記目詰まりを防止するためには、溶接点通過時にもバッフルプレートを設置することが有効と考え、可動式バッフルプレート等を検討したが、板幅変化に追従してバッフルプレートを短時間で移動することは難しい。そこで、種々検討した結果、バッフルプレートに代えて、高圧ガスを遮蔽する板をワイピングノズルと鋼板との間に挿入することが有効であることを見出し、本発明を開発した。

すなわち、本発明は、連続式溶融亜鉛めっきラインにおけるワイピングノズルの目詰まり防止方法であって、先行鋼板と後行鋼板の溶接点がワイピングノズル部を通過する際、走行する鋼板端部に沿って近接配置されたバッフルプレートを退避させると同時に、または、退避させる直前に、鋼板とワイピングノズルの間に目詰り防止板を挿入することを特徴とするワイピングノズルの目詰まり防止方法である。

また、本発明は、連続式溶融亜鉛めっきラインにおけるワイピングノズルの目詰まり防止装置であって、走行する鋼板端部に沿って近接配置された板幅方向に進退可能なバッフルプレートと、先行鋼板と後行鋼板の溶接点がワイピングノズル部を通過する際、前記バッフルプレートの退避と同時にまたは退避の直前に、鋼板とワイピングノズルの間に挿入される目詰り防止板を有してなることを特徴とする目詰まり防止装置である。

本発明によれば、ワイピングノズル部を溶接点が通過する際、バッフルプレートの退避と同時または退避の直前に、鋼板とワイピングノズル間に目詰り防止板を挿入し、鋼板幅端部の溶融亜鉛の飛散を防止するようにしたので、溶接点通過時に発生するワイピングノズルの目詰まりと、それに起因した製品鋼板の表面品質の低下や歩留りの低下を効果的に防止することができる。さらに、本発明によれば、ワイピングノズルの目詰まりを防止することができるので、ノズルに付着した亜鉛を人的あるいは機械的に除去する作業を大幅に削減することができるので、安全性の向上、生産性の向上に大いに寄与する。

気体絞り法による亜鉛付着量の制御法を説明する図である。 目詰まりが発生したワイピングノズルの幅方向位置を示す図である。 ワイピングノズルの目詰まりに起因した外観不良が発生し始める、ＣＧＬ通板時の鋼板位置の調査結果を示すグラフである。 従来技術のオーバーコート防止装置の通常時におけるバッフルプレートの位置を説明する図である。 従来技術のオーバーコート防止装置の溶接点通過時におけるバッフルプレートの位置を説明する図である。 本発明の目詰まり防止装置の通常時におけるバッフルプレートおよび目詰まり防止板の位置を説明する図である。 本発明の目詰まり防止装置の溶接点通過時におけるバッフルプレートおよび目詰まり防止板の位置を説明する図である。

発明者らは、ワイピングノズルの目詰まりの原因を明らかにするため、目詰まりが発生したワイピングノズルの幅方向位置、および、目詰まりに起因した外観不良が発生し始める溶融亜鉛めっきライン（ＣＧＬ）における鋼板（コイル）内の長手方向位置について調査した。
図２は、目詰まりが発生したワイピングノズルの幅方向位置の調査結果を示したものであり、この図から、被めっき材（鋼板）の最大幅と最小幅の間、すなわち、鋼板の端部が通過する範囲において目詰まりが発生していることがわかる。これから、ワイピングノズルに付着した亜鉛は、鋼板端部に付着した過剰な溶融亜鉛がノズルから噴射された高圧ガスによって吹き飛ばされたものであることが推察された。

また、図３は、ノズルの目詰まりに起因した外観不良が発生し始めた位置を、連続式溶融亜鉛めっきライン（ＣＧＬ）でめっき処理を施した際の鋼板（コイル）内位置で分類した結果を示したものである。この図から、ノズルの目詰まりが発生し始める位置は、ＣＧＬ通板時の鋼板のミドル部およびエンド部ではなく、鋼板のトップから発生し始めていること、すなわち、ＣＧＬでは、鋼板を連続してめっき処理するため、先行鋼板と後行鋼板を溶接して通板しているが、その溶接点がワイピングノズル部を通過した直後から発生していることがわかる。

なお、前述した特許文献２の技術においては、被めっき材がワイピングノズル部を通過しているときには、図４に示すように、バッフルプレートを鋼板端部に沿って近接させることによって、鋼板端部への亜鉛の過剰付着を抑制している。ここで、図中の１は鋼板、２はワイピングノズルであり、上記鋼板を挟んで両側から鋼板表面に高圧ガス３を吹き付けて亜鉛の目付量を制御している。また、４はバッフルプレートであり、板幅が一定の定常部においては、鋼板端部に沿って、数ｍｍ程度離間させて配設されており、鋼板の板幅変動や蛇行に追随して板幅方向に進退し、上記離間距離を常に一定に保持する構造となっている。ただし、溶接点５、特に、狭幅から広幅に移行する溶接点５がワイピングノズル部を通過する際には、バッフルプレートと鋼板との接触を回避するため、図５に示すように、上記バッフルプレートを鋼板幅方向に一時退避させている。

これらのことから、本発明が解決しようとしているノズルの目詰まりは、溶接点がワイピングノズル部を通過する際、バップルプレートを一時退避させているため、一方のノズルから噴射された高圧ガスによって鋼板端部に過剰に付着した溶融亜鉛が吹き飛ばされて、対向するノズルのスリット部に付着することが原因であると推察された。
そこで、上記ノズルの目詰まりを防止するためには、溶接点がワイピングノズル部を通過する際、一時退避させているバッフルプレートに代わる別の遮蔽版（目詰まり防止板）をワイピングノズルと鋼板との間に挿入すればよいと考えられる。

すなわち、本発明のワイピングノズルの目詰まり防止方法は、先行鋼板と後行鋼板の溶接点がワイピングノズル部を通過する際、走行する鋼板端部に沿って近接配置されたバッフルプレートが退避するのと同時または退避する直前に、鋼板とワイピングノズルの間に目詰り防止板を挿入する方法である。また、本発明のワイピングノズルの目詰まり防止装置は、走行する鋼板端部に沿って近接配置され、板幅方向に進退可能なバッフルプレートと、先行鋼板と後行鋼板の溶接点がワイピングノズル部を通過する際、前記バッフルプレートの退避と同時または退避の直前に、鋼板とワイピングノズルの間に挿入される目詰り防止板を有する装置である。

図６は、本発明の目詰まり防止装置の概念図である。図４と同様、図中の１は鋼板、２はワイピングノズル、３は上記ワイピングノズルから噴出された高圧ガス、および、４は鋼板端部に近接配置されたバッフルプレートであるが、本発明の目詰まり防止装置は、上記に加えてさらに、目詰まり防止板６を設けたところに特徴がある。

この目詰まり防止板６は、溶接点のような急激な板幅変動がない定常部においては、図６のように、バッフルプレート４よりも板幅方向外側に配設されている。
一方、ワイピングノズル部を溶接点５が通過するとき、特に、図７のように、狭幅から広幅に板幅が変化する溶接点５が通過するときには、鋼板との接触を回避するため、バッフルプレート４は一時的に退避する。しかし、前述したように、このままではノズルから噴出される高圧ガスによって、鋼板端部の亜鉛が飛散してノズル詰まりを引き起こす。そこで、上記バッフルプレート４に代わる目詰まり防止板６を、ワイピングノズル２と鋼板１の間に挿入することによって、鋼板端部からの亜鉛の飛散を防止する。

上記目詰まり防止板を挿入するタイミングは、バッフルプレートの退避と同時でもよいが、亜鉛の飛散を確実に防止する観点からは、バッフルプレートが退避を開始する直前に挿入を完了するようにするのが好ましい。また、溶接点がワイピングノズル部を通過した後は、速やかにバッフルプレートを鋼板端部に近接させるとともに、目詰まり防止板を後退させる。このタイミングは、やはり溶融亜鉛の飛散を確実に防止する観点から、バッフルプレートの鋼板端部への近接完了後とするのが好ましい。

なお、上記目詰まり防止板は、少なくとも鋼板の一方の面側に設置するが、鋼板の両面に設置することが好ましい。また、上記目詰まり防止板は、２枚の板から構成されていてもよいし、１枚の板をコの字状に曲げて鋼板の両面に跨がせたものでもよい。また、目詰まり防止板は、少なくとも、ワイピングノズルの幅のうちで、鋼板が通板しないエッジ近傍部分に設置すればよいが、溶接点は製品として使うことがないので、ワイピングノズルの全幅わたって設置してもよい。また、目詰まり防止板を挿入する方向は、特に限定するものではなく、鋼板の幅の外側部分から挿入してもよいし、ワイピングノズルの上部から挿入してもよい。

また、上記目詰まり防止板は、鋼板表面とワイピングノズル間で、鋼板表面に接触しない位置に設置すればよいが、鋼板からは３ｍｍ以上離間させることが好ましい。なお、ワイピングノズルからの設置位置は、特に限定するものではなく、ワイピングノズルのノズル面に接触させたまま移動する方式としてもよい。

また、上記目詰まり防止板を進退させる機構は、特に制限はないが、バッフルプレートの進退機構と同じものを用いることができ、溶接点通過時のバッフルプレートの進退に連動させて目詰まり防止板を進退させればよい。

連続式溶融亜鉛めっきラインに、図４および図５に示した従来技術のバッフルプレートを設置した場合（比較例）と、上記バッフルプレートに加えて、図６および図７に示した目詰まり防止板を設置した場合（発明例）とで連続操業を実施し、不良が発生したらコイル数の全通板コイル数に対する比率を目詰まり発生率と定義して評価したところ、比較例である前者では、目詰まり発生率が３％であったのに対し、発明例である後者の目詰まり発生率は１％となり、大幅に減少した。

上記説明においては、溶融亜鉛めっき鋼板（合金化溶融亜鉛めっき鋼板を含む）を対象としているが、本発明の技術は、上記溶融亜鉛めっき鋼板に限定されるものではなく、他の金属（合金）の溶融めっきに対しても適用することができる。

１：鋼板
２：ワイピングノズル
３：絞り用ガス
４：バッフルプレート（エッジプレート）
５：溶接点
６：目詰まり防止板

Claims (2)

1. 連続式溶融亜鉛めっきラインにおけるワイピングノズルの目詰まり防止方法であって、
   先行鋼板と後行鋼板の溶接点がワイピングノズル部を通過する際、走行する鋼板端部に沿って近接配置されたバッフルプレートを退避させると同時に、または、退避させる直前に、鋼板とワイピングノズルの間に目詰り防止板を挿入することを特徴とするワイピングノズルの目詰まり防止方法。
2. 連続式溶融亜鉛めっきラインにおけるワイピングノズルの目詰まり防止装置であって、
   走行する鋼板端部に沿って近接配置された板幅方向に進退可能なバッフルプレートと、
   先行鋼板と後行鋼板の溶接点がワイピングノズル部を通過する際、前記バッフルプレートの退避と同時にまたは退避の直前に、鋼板とワイピングノズルの間に挿入される目詰り防止板を有してなることを特徴とする目詰まり防止装置。

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