JP4235129B2 - 溶融亜鉛めっきの付着量制御用ガスノズル - Google Patents

Description

本発明は、溶融亜鉛めっきの付着量制御用ガスノズルに関するものである。

従来、溶融亜鉛めっきの付着量制御用ガスノズルとしては、めっき鋼板の幅方向に均一なガス圧を噴射させる構造になっていることが必要であり、しかも、最近溶融亜鉛めっきにおいて高速通板で、かつ薄付着量にすることが要求され、ガス噴射圧は高圧となり、ガスノズル幅方向のガス噴射量の制御をより精密にすることが強く要求されている。一方、図３は、従来のガスワイピングノズルの構造を示す断面図である。この図３に示すように、従来のガスワイピングノズルの構造は、上ノズル体と下ノズル体を一体に結合したノズル本体１から成り、その先端にスリットノズル口４とその内部に空間５が形成され空間５にワイピングガスを導入するためのワイピングガスヘッダー２とワイピングガスヘッダー２からワイピングガスを導入するためのガス導入管３からなる。しかしながら、このようなガスワイピングノズル構造の場合には、ノズル体の空間に導入する導入口の鋼板幅方向のピッチに応じて、ワイピングガスの噴射圧力が変動し鋼板幅方向の目付量が均一にならないという問題から、例えば、特開平１０−１５８８０６号公報（特許文献１）が提案されている。

特許文献１は、空間にワイピングガスを導入するガス導入口のスリットノズル側に、ガス導入口から見て凹形状のＬ字形状である緩衝板を設けることにより、溶融めっきのガスワイピング時の板幅方向へのめっき付着量のばらつきを低減する溶融めっき鋼板のガスワイピングノズルにある。さらに、ノズルへの導入ガス口径Ｄを覆う緩衝板の終端がガス導入口のガス導入方向と直角の投影面のスリットノズル口と反対側の端と緩衝板の終端のガス導入方向と直角方向の距離と導入ガス口径Ｄとの比率Ａ（Ｌ₁ ／Ｄ）を０〜６０％とし、かつ緩衝板と反ガス導入口側のノズル体との間隙とガス導入口から反ガス導入口側のノズル体との距離との比率Ｂ（Ｌ₂ ／Ｈ）が５〜３０％である溶融めっき鋼板のガスワイピングノズルにある。

特開平１０−１５８８０６号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている板幅方向に均一にワイピングガスを噴出するノズルを提供するためにノズル内部の上半分にガス導入口に動圧分布を解消するためにＬ字型の緩衝板を付けるものであるが、圧力がある程度高い時は、緩衝板の効果は有効であり、緩衝板が無い場合と比べ圧力分布が改善されるが、圧力が低いときは、衝撃力が弱まり、圧力分布のばらつきが大きくなり、効果が期待できない。また、圧力分布を均一にするためにはＬ₂ 寸法を小さくしなければならず、Ｌ₂ を小さくすると圧損が大きくなり、高圧にしなければならず、高圧にすれば操業コストが高くなり不利であると同時に騒音の問題が生ずる。

上述したような問題を解消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、均一ヘーダからなるピッチでガス供給されるノズルで、低圧０．２ｋｇ／ｃｍ² から高圧１．５ｋｇ／ｃｍ² までの吹き付けにも適用でき、しかも、その場合での幅方向の圧力分布が２％以下になり、かつ目付けばらつきも３％以下にすることが可能となるスリット幅方向衝突圧分布を均一化する溶融亜鉛めっきの付着量制御用ガスノズルを提供する。

その発明の要旨とするところは、
（１）溶融亜鉛めっきの付着量制御用ガスノズルにおいて、該ガスノズル上部に設けられたガス供給口と反対側で、かつガス供給口よりスリットノズル側に第一堰を設け、さらに第一堰よりスリットノズル側の上部ガス供給側に前記第一堰と平行に第二堰を配設し、前記第二堰下端は前記第一堰の上端より下方に位置することにより、ガス供給口から供給されたガスはガスノズル内部の第一室下部に衝突後、第一堰および第二堰の間を通過して整流化された後第二室内でさらに均一化された後にスリットノズルよりガスが噴出するように構成したことを特徴とする溶融亜鉛めっきの付着量制御用ガスノズル。
（２）前記（１）に記載のガスノズルであって、Ｌ₁ ／Ｌ＝１０〜２０％、Ｌ₂ ／Ｈ＝６０〜９０％、Ｌ₃ ／Ｈ＝１５〜６５％、ここで、Ｈは第一堰下端と第二堰上端との間の垂直距離からなることを特徴とする溶融亜鉛めっきの付着量制御用ガスノズルにある。

以上述べたように、本発明により薄め付けから厚め付けまでの広い範囲にわたっての板幅方向均一なガス圧分布が可能となる。特に、従来不可能であった極薄め付け２０〜３０ｇ／ｍ² （片側）のワイピング力が得られ、均一な幅広い目付けが可能となり、付着量の均一化を図り品質に優れた溶融亜鉛めっき鋼板を製造することが出来る工業上極めて優れた効果を奏するものである。

以下、本発明について図面に従って詳細に説明する。
図１は、本発明に係るガスワイピングノズルの構造を示す断面図である。この図１に示すように、ノズル本体１の上部に設けられたガス供給口６はワイピングガスヘッダー２に連結されたガス導入管３と一体に構成され、このノズル本体１の上部との反対側に第一堰７を設け、さらにスリットノズル４側に上部ガス供給側に前記第一堰７と平行に第二堰８を配設することにより、ガス供給口６から供給されたガスはガスノズル内部の入り側の第一堰７で構成される第一室９に入り、第一室下部に衝突後、第一室９内での滞留効果を持たせた後に第一堰および第二堰の間を通過して整流化された後第二室１０内でさらに均一化された後にスリットノズル４よりガスが噴出するように構成したものである。

このようなガスノズルであって、その第一堰７の位置はガス供給口６よりスリットノズル４側に配置し、ノズル本体のスリットノズル４の反対側の位置であって第一室９の最端からＬの距離にあり、その高さはＬ₂ とする。また、第二堰８はノズル本体１の上部に設置し、かつ第一堰７とスリットノズル４側Ｌ₁ の位置に配設すると共に、その高さはノズル本体上部から配設されて、第一堰７の上部からＬ₃ の長さを持ち、第二室１０を構成している。

上述したようなガスノズル構造であって、Ｌ₁ ／Ｌ＝１０〜２０％、Ｌ₂ ／Ｈ＝６０〜９０％、Ｌ₃ ／Ｈ＝１５〜６５％とする。Ｌ₁ ／Ｌが１０％未満では、薄目付けの場合のワイピングガスの噴射圧力が得られず、また、２０％を超えると噴射圧力が変動し、薄目付けから厚目付けにわたる広い範囲での鋼板幅方向の目付け量の均一化を図ることが出来ない。従って、その範囲を１０〜２０％とした。好ましくは１３〜１９％とする。

Ｌ₂ ／Ｈ＝６０〜９０％とした理由は、６０％未満では、ガス供給口から供給されたガスが第一堰で構成される第一室に入り、第一室下部に衝突後、第一室内での滞留効果を持った後に第一堰および第二堰の間を通過して整流化されるのであるが、充分な整流化が図られない状態で第二室に移動することになる。また、９０％を超えると薄目付けの場合のワイピングガスの噴射圧力が得られないことから、その範囲を６０〜９０％とした。好ましくは、６５〜８５％とする。

Ｌ₃ ／Ｈ＝１５〜６５％とした理由は、１５％未満では、ガス供給口から供給されたガスが第一堰で構成される第一室に入り、第一室下部に衝突後、第一室内での滞留効果を持った後に第一堰および第二堰の間を通過して整流化されるのであるが、充分な整流化が図られない状態で第二室に移動することになる。また、６５％を超えると整流化は図らるが、しかし薄目付けの場合のワイピングガスの噴射圧力が得られないことから、その範囲を１５〜６５％とした。好ましくは、２０〜５０％とする。

図２は、スリット幅方向ノズル位置と目付量との関係を示す図である。この図２に示すように、ガス噴射圧が低圧０．４ｋｇ／ｃｍ² での従来ノズルと本発明ノズルを使用した場合での目付量のバラツキ状態と、ガス噴射圧が高圧１．２ｋｇ／ｃｍ² での従来ノズルと本発明ノズルを使用した場合での目付量のバラツキ状態をそれぞれ示したものである。これによれば、目付量のバラツキ状態は従来ノズルより本発明ノズルが低圧から高圧の使用まで、目付量のバラツキが改善されていることが分かる。

一方、従来タイプのノズルでは高圧１．５ｋｇ／ｃｍ² であっても、操業可能な鋼板とノズルとの隙間（７ｍｍ程度）を保った場合、目付量３０ｋｇ／ｃｍ² 以下のものは達成することができず、仮にノズル圧を上げても薄目付けは不可能であり騒音問題が発生する。これに対し、本発明ノズルではガス噴射圧を１．２ｋｇ／ｃｍ² 程度にすれば、３０ｇ／ｃｍ² 以下の目付量が得られ、かつ、目付量のバラツキが３％以内に収まる。その結果、本発明ノズルではガス噴射圧０．２〜１．５ｋｇ／ｃｍ² の広い範囲にわたって目付量のバラツキが３％以内とすることが可能となり、薄目付けから厚目付けにわたる広い範囲での鋼板幅方向の目付け量の均一化を図ることが出来た。

本発明に係るガスワイピングノズルの構造を示す断面図である。 スリット幅方向ノズル位置と目付量との関係を示す図である。 従来のガスワイピングノズルの構造を示す断面図である。

符号の説明

１ ノズル本体
２ ワイピングガスヘッダー
３ ガス導入管
４ スリットノズル口
５ 空間
６ ガス供給口
７ 第一堰
８ 第二堰
９ 第一室
１０ 第二室


特許出願人 新日本製鐵株式会社
代理人 弁理士 椎 名 彊 他１

Claims (2)

1. 溶融亜鉛めっきの付着量制御用ガスノズルにおいて、該ガスノズル上部に設けられたガス供給口と反対側で、かつガス供給口よりスリットノズル側に第一堰を設け、さらに第一堰よりスリットノズル側の上部ガス供給側に前記第一堰と平行に第二堰を配設し、前記第二堰下端は前記第一堰の上端より下方に位置することにより、ガス供給口から供給されたガスはガスノズル内部の第一室下部に衝突後、第一堰および第二堰の間を通過して整流化された後第二室内でさらに均一化された後にスリットノズルよりガスが噴出するように構成したことを特徴とする溶融亜鉛めっきの付着量制御用ガスノズル。
2. 請求項１に記載のガスノズルであって、Ｌ₁ ／Ｌ＝１０〜２０％、Ｌ₂ ／Ｈ＝６０〜９０％、Ｌ₃ ／Ｈ＝１５〜６５％、ここで、Ｈは第一堰下端と第二堰上端との間の垂直距離からなることを特徴とする溶融亜鉛めっきの付着量制御用ガスノズル。

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