JP5224006B2 - 溶融金属メッキ槽の整流部材及び連続溶融金属メッキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、鋼板の走行やシンクロールの回転に伴って発生する溶融金属メッキの流れに起因するボトムドロスの巻き上がりを抑止する技術に関する。

鋼板に溶融亜鉛メッキ処理を施す溶融亜鉛メッキ装置は、図１０に示されるように、溶融亜鉛７１が満たされたメッキ槽５１と、ロール支持部材５３によってメッキ槽５１内に回転可能に吊り下げ支持されたシンクロール５２とから構成されている。上側方からメッキ槽５１内に進入する鋼板７５は、シンクロール５２で巻き掛けられることにより上方に方向変換し、メッキ槽５１から引き上げられる。その間に、鋼板７５の表面に溶融亜鉛が付着して亜鉛メッキ層が形成される。

このような溶融亜鉛メッキ処理を行うと、鋼板から溶出する鉄と溶融亜鉛が反応して鉄亜鉛合金を主成分とするボトムドロス７２が生成されメッキ槽５１の底部に堆積する。溶融亜鉛メッキ処理工程では、図１０の（Ｂ）に示されるように、上側方からメッキ槽５１に進入する鋼板７５の移動に伴い、鋼板７５と接する溶融亜鉛７１に鋼板７５の移動方向への流れ（以下「随伴流」という）が生じる。溶融亜鉛７１の随伴流は、図１０の（Ａ）に示されるように、鋼板７５とシンクロール５２が接触する位置で、行き場を失い、シンクロール５２の側下方に排出され、溶融亜鉛７１の流れがメッキ槽５１の側壁に反射して下方に流れ、ボトムドロス７２を巻き上げる。

ボトムドロス７２が巻き上がると、巻き上がったボトムドロス７２が鋼板７５の表面に付着する。ボトムドロス７２は硬いので、圧延や加工をする際に、鋼板７５の表面に、押し疵であるボトムドロス欠陥が発生する。

特許文献１及び特許文献２では、ボトムドロス７２の巻き上がりを防止し、ボトムドロス欠陥の発生を防止するために、シンクロール５２の下側や側方を覆う整流部材を設け、シンクロール５２の側下方へ流れようとする溶融亜鉛７１の流れを整流部材で遮断し、ボトムドロス７２の巻き上がりを防止する技術が提案されている。

特許文献３では、シンクロール５２の下部に、複数の孔を備えた整流部材を設け、ボトムドロス７２の巻き上がりを防止する技術が提案されている。

特開２００２−６９６０２号公報 特開２０００−５４０９７号公報 ＷＯ２００７／１３９２０６号

特許文献１及び特許文献２に示される整流部材は、シンクロール５２を支持するロール支持部材５３や、シンクロール５２自体に取り付けられている（特許文献２に示される側部材）。したがって、シンクロール５２をメッキ槽５１から引き上げてシンクロール５２を交換する際に、整流部材をロール支持部材５３やシンクロール５２から取り外す必要があり、シンクロール５２の交換作業が煩雑となる。

また、シンクロール５２交換時には、ラインを停止させて、鋼板とシンクロール５２との張りを緩める必要がある。特許文献１及び特許文献２に示される整流部材は、シンクロール５２の下方を完全に覆っているので、鋼板とシンクロール５２との張りを緩めると、垂れ下がった鋼板が整流部材と接触し、鋼板が疵ついたり、整流部材が破損したりする。

また、シンクロール５２の軸受はセラミックで構成されている。そのため、セラミックス製の軸受の急激な熱膨張による割れを防止するために、シンクロール５２とロール支持部材５３を溶融亜鉛７１中に浸漬させる前に、シンクロール５２とロール支持部材５３を徐々に昇温させる予熱工程が必要となる。このとき、シンクロール５２、及びロール支持部材５３に整流部材が取り付けられていると、整流部材を予熱するためのエネルギーが無駄になる。

さらに、整流部材はシンクロール５２の下方を完全に覆っているため、生成したボトムドロス７２が整流部材上で堆積し、この堆積したボトムドロス７２がシンクロール５２の回転に伴う溶融亜鉛７１の流れにより巻き上げられて鋼板７５の表面に付着する。

特許文献３に示される整流部材は、シンクロールの両側面部に生じボトムドロスを巻き上げる壁面流速を減衰させる効果を有する。しかし、整流板としての側板を有しておらず、特に鋼板の通板速度が高速となった場合や、通板する鋼板の幅が広い場合には、その効果は十分ではない。

本発明は、上記の問題を解決し、ボトムドロスの巻き上がりを抑制することができる溶融金属メッキ槽の整流部材、及びこれを用いた連続溶融金属メッキ装置の提供を課題とする。

本発明者らは、前記の課題を解決すべく、連続溶融めっき浴槽内における巻き上がりを防止するための装置の構造について、鋭意検討した。その結果、水平板と、側方部材として、水平板と垂直な方向で水平板の上方に備えられた流向変更部材を有するルーバーからなる整流部材をめっき浴槽内に設けることによって、随伴流の強い流れを、二段階の機構により、透過させつつも弱めることが可能となり、効果的にボトムドロスの巻き上がりを防止することが可能であることを知見した。

すなわち、水平板で随伴流の流れを減衰させつつ流れの向きを変え、その先の流向変更部材を有するルーバーにより、さらに随伴流の流れを減衰させつつ拡散させることで、随伴流がメッキ槽の側壁に衝突しても、ボトムドロスを巻き上げるほどの力は有さなくなり、随伴流の流動を無害化できることを知見した。

本発明は、上記の知見に基づきなされたものであって、その要旨は以下のとおりである。

（１）メッキ槽内に回転可能に配設されたシンクロールの両側端部の下方から前記シンクロールの外側方向に向かって水平にそれぞれ配設される水平板と、
側方部材として、それぞれの水平板の端部の上方であってシンクロールの両端から離間した位置に配設される、メッキ槽の壁面側に向かって徐々に高さが高くなるように傾斜している流向変更部材を有するルーバーと
を備え、
前記ルーバーは、前記流向変更部材の基端から前記シンクロール方向に向かって徐々に高さが高くなるように傾斜している
ことを特徴とする溶融金属メッキ槽の整流部材。

（２）前記ルーバーは、前記流向変更部材の基端から垂下する板状のリブを有していることを特徴とする前記（１）の溶融金属メッキ槽の整流部材。

（３）前記ルーバーの流向変更部材の下端と、該ルーバーの上方に隣接して設けられたルーバーの下端の間隔が、１００〜３００ｍｍであることを特徴とする前記（１）又は（２）の溶融金属メッキ槽の整流部材。

（４）前記ルーバーの入口側部材の水平面に対する角度θ１、流向変更部材の水平面に対する角度θ２が、−θ２≦θ１≦７０°、かつ、２０°≦θ２≦４０°を満たすことを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかの溶融金属メッキ槽の整流部材。

（５）前記（１）〜（４）のいずれかの溶融金属メッキ槽の整流部材を備えたことを特徴とする連続溶融金属メッキ装置。

（６）前記ルーバーについて、前記シンクロールの軸受部から鋼板出側方向の水平方向寸法が３００ｍｍ以上、前記シンクロールの軸受部から鋼板入側方向の水平方向寸法が３５０ｍｍ以上であることを特徴とする前記（５）の連続溶融金属メッキ装置。

（７）前記ルーバーとメッキ槽のシンクロール軸方向壁面との離間寸法を５０ｍｍ以上とすることを特徴とする前記（５）又は（６）の連続溶融金属メッキ装置。

（８）前記整流部材は、シンクロールの端部の下方から前記シンクロールの胴長の０〜１５％内側方向に延設されていることを特徴とする前記（５）〜（７）のいずれかの連続溶融金属メッキ装置。

（９）前記整流部材が、支持部材及び水平部材により溶融金属メッキ槽の縁面に取り付けられていることを特徴とする前記（５）〜（８）のいずれかの連続溶融金属メッキ装置。

本発明によれば、メッキ槽内に回転可能に配設されたシンクロールの両側端部の下方からシンクロールの外側方向に向かって水平にそれぞれ配設された水平板と、それぞれの水平板の端部の上方であってシンクロールの両端から離間した位置に配設され、メッキ槽の壁面側に向かって徐々に高さが高くなるように傾斜している流向変更部材を有するルーバーとから溶融金属メッキ槽の整流部材が構成されているので、溶融亜鉛の随伴流は、水平板に当たり、水平板の外側方向に方向を変えて流れ、ルーバーの流向変更部材によって、上向きに流れが変更されてメッキ槽の壁面側に流れるので、ボトムドロスの巻き上がりが抑制される。

本発明の実施の形態を示す溶融金属メッキ槽の整流部材の説明図である。 ルーバーの詳細図である。 本発明の効果を示す説明図である。 随伴流の流れの説明図である。 メッキ槽の壁面からの側部材の離間寸法とドロス巻き上げ指数との関係を表したグラフである。 ルーバー間ピッチとドロス巻き上げ指数との関係を表したグラフである。 ルーバー間ピッチの最適な離間距離についての説明図である。 ルーバーの好ましい角度を表した説明図である。 本発明の効果を示すグラフである。 従来の溶融亜鉛メッキ装置の説明図である。

以下に図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施の形態を示す。図１に示されるように、本発明の溶融金属メッキ槽の整流部材１０（以下、単に「整流部材１０」という）は、水平板１と側方部材であるルーバー２とから構成されている。水平板１は、シンクロール５２の両側端部の下方からシンクロール５２の外側方向に向かって水平方向にそれぞれ配設されている。図１の（Ａ）に示されるように、水平板１は鋼板７５の下方には位置していない。

図１の（Ａ）に示されるように、ルーバー２は、それぞれの水平板１の端部の上方であって、シンクロール５２の両端から離間した位置に配設されている。

図２に示されるように、ルーバー２は、流向変更部材２ｂの基端（シンクロール５２方向側端部）の接合部２ｄからシンクロール５２方向に向かって徐々に高さが高くなるように傾斜している入口側部材２ａと、メッキ槽５１の壁面方向に向かって徐々に高さが高くなるように傾斜している流向変更部材２ｂと、流向変更部材２ｂの基端の接合部２ｄから垂下する板状のリブ２ｃとから構成され、断面形状がＹ字形状となっている。

このような複数のルーバー２が、上下方向に複数配設されている。本実施形態では、本発明の一実施例として、ルーバー２は、上下方向に２個配設されたうえ、水平板１の壁面方向端には、流向変更部材２ｂが取り付けられている。

図１の（Ａ）に示されるように、水平板１とルーバー２とからなる整流部材１０は、メッキ槽５１に取り付けられた支持部材３によって支持されている。言い換えると、整流部材１０は、シンクロール５２や、シンクロール５２を支持するロール支持部材５３には取り付けられていない。このため、シンクロール５２の交換時に、整流部材１０はメッキ槽５１から引き上げられないので、シンクロール５２の交換作業が煩雑とならない。本実施形態では、図１の（Ａ）に示されるように、支持部材３は、メッキ槽５１の縁面５１ａに取り付けられ、メッキ槽５１内へ水平方向に延出する水平部材３ａと、この水平部材３ａの先端から垂下し、ルーバー２や水平板１を支持する垂直部材３ｂとから構成されている。

次に、図１を用いて本発明の整流部材１０の作用について説明する。図１の（Ａ）の（１）に示されるように、シンクロール５２の側下方に排出される溶融亜鉛７１の随伴流は、水平板１に当たり、水平板１の外側方向（ルーバー２方向）に方向を変えて流れる（図１の（Ａ）の（２））。この際に、随伴流の流速が減衰する。そして、随伴流がルーバー２に達すると、随伴流は、入口側部材２ａ及びリブ２ｃに当たり流速が減衰されたうえで、ルーバー２の流向変更部材２ｂによって、流れの向きが上向きに変わり、メッキ槽５１の壁面側に流れる（図１の（Ａ）の（３））。このように、随伴流は、ルーバー２によって、流速が減衰されたうえで、流れの向きが上向きに変わりメッキ槽５１の壁面側に流れるので、たとえ、メッキ槽５１の壁面に随伴流が当たっても、ボトムドロス７２の巻き上がりが抑制される。

なお、水平板１は平板形状であり、水平方向に配設されているので、水平板１上にドロスが蓄積することは、ほとんど無い。しかし、操業停止時等に、わずかにドロスが蓄積する可能性があるので、水平板１に孔を開けてもよい。水平板１に孔がある場合でも、随伴流は水平板１に斜めにあたるので、流速が減衰されたうえで流れの向きが上向きに変わる機構が働く。ただし、通板速度が高速である場合は、孔を通過した随伴流によりドロスを巻き上げやすくなるので、水平板１は穴のない平板であることが好ましい。

以下に、図３及び表１を用いて、本発明の整流部材１０の効果について説明する。本発明者らは、溶融金属メッキ槽の整流部材について、メッキ槽を再現した水槽に水を満たし、ボトムドロスを模擬したトレーサー７３を沈殿させ、実操業のメッキ槽内におけるフルード数と、メッキ槽を再現した水槽内のフルード数を一致させた試験（水モデル試験）を行い、様々な整流部材の構造を検討した。水モデル試験ではトレーサーとして、粒径が１０〜３００μｍ、密度が１０５０ｋｇ／ｍ^３のアクリル粒子を使用し、沈殿したトレーサーの巻上がりについては、レーザー散乱方式により粒子径範囲と粒子数をカウント可能な市販の液中パーティクルカウンターを使用した。ボトムドロスを模擬したトレーサー７３の巻上がりの評価については、ドロス巻き上がり指数Ｄｒを用いた。ここで、ドロス巻き上がり指数Ｄｒとは、下式（１）で表される無次元の指数である。

Ｄｒ＝粒径５０μｍ以上トレーサーの巻き上がり数
／巻き上がった全トレーサー数 （１）

図３の（２）に示されるように、ロール下部材Ａを水平板及び、これの端部の上方に配設される側方部材Ｂを平板（穴なし）で構成した場合には、シンクロール５２の側下方に排出される溶融亜鉛７１の随伴流は、水平板Ａ及び側方部材Ｂ（平板（穴なし））に当たり反射し、鋼板７２の流れに沿って、水平板１の奥端部（紙面奥側）から排出され、ボトムドロスを模擬したトレーサー７３を巻き上げる。

図３の（３）に示されるように、ロール下部材Ａをパンチングメタル、側方部材Ｂを平板（穴なし）で構成した場合には、シンクロール５２の側下方に排出される溶融亜鉛７１の随伴流は、パンチングメタルである水平板Ａで拡散された下方への流れと、側方部材Ｂに当たり反射し、ロール中央下部の水平板のない部分からの下方への流れとなる。この場合でも、随伴流によるボトムドロス７２の巻き上げは、水平板Ａ及び側方部材Ｂが無い場合（図３の（１））と比較すると減少するが、拡散されて下方に流れる随伴流がボトムドロスを模擬したトレーサー７３を巻き上げる。

図３の（４）に示されるように、ロール下部材Ａをパンチングメタルとし、側方部材Ｂを無しとした場合には、シンクロール５２の側下方に排出される溶融亜鉛７１の随伴流には、水平板Ａで拡散され下方に流れる流れと、直接あるいは水平板Ａで反射して壁面に当たる流れがある。このとき、壁面にあたり下方へと流れる随伴流がボトムドロスを模擬したトレーサー７３を巻き上げる。

図３の（５）に示されるように、ロール下部材Ａを流向変更部材付パンチングメタル、側方部材Ｂをルーバー２で構成した場合には、シンクロール５２の側下方に排出される溶融亜鉛７１の随伴流の主たる流れは、ルーバー２である側方部材Ｂで、流速が減衰されたうえで、上向きに流れが変更されてメッキ槽５１の壁面側に流れる。ただし、通板速度が高速である場合は、水平板Ａで拡散されて下方に流れる一部の随伴流がボトムドロスを模擬したトレーサー７３を巻き上げる。

図３の（６）に示されるように、ロール変更部材Ａを流向変更部材付平板（穴なし）、側方部材Ｂをルーバー２で構成した場合に、最もボトムドロスを模擬したトレーサー７３の巻き上げ量が少なくなる。

次に、水平板及びルーバーの好ましい大きさ、及び設置場所について、説明する。

一般的に、シンクロール５２は、外径６００〜１０００ｍｍ（多くは８００ｍｍ程度）、幅寸法１８００〜２８００ｍｍ（多くは２３００ｍｍ程度）である。この場合、ルーバー２は、シンクロール５２の端から、２００〜８００ｍｍ程度離間して配設される。

以下に、シンクロール５２が上記寸法の場合の最適な寸法について説明する。なお、鉛直方向からの鋼板の進入角度θは、２５〜４０°程度であることが多い。シンクロール５２に巻き掛けられる鋼板７５の板幅は、一般的に６００〜２０００ｍｍ程度である。

なお、図４の（Ａ）、（Ｂ）は、メッキ槽５１の上面図であり、図４の（Ｃ）は、シンクロール５２の側面図である。

鋼板７５の板幅が大きい場合には、図４の（Ａ）に示されるように、溶融亜鉛７１の随伴流は、鋼板７５とシンクロール５２が接触する位置から、シンクロール５２の後方かつ側下方に排出される。これをシンクロール５２の側方から見ると、図４の（Ｃ）の（２）に示されるように、溶融亜鉛７１の随伴流は、鋼板７５とシンクロール５２が接触する位置から、鋼板入側の下方に流れる。また、図４の（Ｃ）の（１）に示されるように、一部の溶融亜鉛７１の随伴流は、鋼板７５とシンクロール５２が接触する位置からシンクロール５２の下方へ向かって流れる。このように、鋼板７５の板幅が大きい場合には、溶融亜鉛７１の随伴流は、メッキ槽５１の後側方、且つ、底側に向かって流れ、メッキ槽５１の側面に衝突した後に、メッキ槽５１底部側に向きを変え、メッキ槽５１底部に堆積したボトムドロス７２を巻き上げる。

鋼板７５の板幅が小さい場合には、図４の（Ｂ）に示されるように、溶融亜鉛７１の随伴流は、鋼板７５とシンクロール５２が接触する位置から、シンクロール５２の前方かつ側下方に排出される。これをシンクロール５２の側方から見ると、図４の（Ｃ）の（３）に示されるように、溶融亜鉛７１の随伴流は、鋼板７５とシンクロール５２が接触する位置から、鋼板出側の下方に流れる。また、図４の（Ｃ）の（１）に示されるように、溶融亜鉛７１の随伴流は、鋼板７５の板幅が大きい場合と同様に、鋼板７５とシンクロール５２が接触する位置から、シンクロール５２の下方へ向かって流れる。このように、鋼板７５の板幅が小さい場合には、溶融亜鉛７１の随伴流は、メッキ槽５１の前側方、且つ、底側に向かって流れ、メッキ槽５１の側面に衝突した後に、メッキ槽５１底部側に向きを変え、メッキ槽５１底部に堆積したボトムドロス７２を巻き上げる。

このように、シンクロール５２に巻き掛けられる鋼板７５の板幅によって、溶融亜鉛７１の随伴流の流れの方向が変わる。このため、ルーバー２は、シンクロール５２に巻き掛けられる全ての鋼板７５の板幅から発生する流れに対応したものでなくてはならない。図１の（Ｂ）や、図４の（Ｃ）に示されるように、シンクロール５２の軸受部から鋼板出側方向の水平方向寸法をＢｆ、シンクロール５２の軸受部から鋼板入側方向の水平方向寸法をＢｂとした場合のルーバー２の好ましい幅方向寸法を説明する。

Ｂｆ寸法が３００ｍｍより小さい場合、又は、Ｂｂ寸法が３５０ｍｍより小さい場合には、鋼板７５の板幅によっては、溶融亜鉛７１の随伴流の多くがルーバー２に当たること無く、ルーバー２から漏れ出る。したがって、ルーバー２の好ましい幅方向寸法は、Ｂｆ寸法が３００ｍｍ以上、かつ、Ｂｂ寸法が３５０ｍｍ以上である。なお、Ｂｆ寸法が５００ｍｍより大きい場合、又は、Ｂｂ寸法が８５０ｍｍより大きい場合には、それ以上のルーバー２による随伴流の拡散効果の向上が得られない。また、溶融亜鉛７１の随伴流の流れの変動によっては、ルーバー２を好ましい幅寸法に設定した場合であっても、溶融亜鉛７１の随伴流がルーバー２から漏れ出るおそれがある。そこで、ルーバー２の好ましい幅寸法に１００ｍｍを加算することが、より好ましい。したがって、ルーバー２のより好ましい幅寸法は、Ｂｆ寸法が４００〜５００ｍｍ、Ｂｂ寸法が４５０〜８５０ｍｍである。

なお、ルーバー２の上端のメッキ槽５１底面からの高さは、シンクロール５２の軸受部と略同じ高さとすることが好ましい。ルーバー２の上端位置がシンクロール５２の軸受部よりも低い場合には、溶融亜鉛７１の随伴流がルーバー２から漏れ出るおそれがある。一方、ルーバー２の上端位置をシンクロール５２の軸受部よりも高くしても、（たとえば、シンクロール軸中心から５０ｍｍ以上）それ以上のボトムドロスの巻き上げ抑止効果を得られない。

以下に、図５を用いて、メッキ槽５１の壁面からのルーバー２の最適な離間距離について説明する。図５のグラフは、メッキ槽の壁面からのルーバー２（リブ２ｃ）の離間寸法Ｌａ（図１の（Ａ）に示す）と、ドロス巻き上がり指数Ｄｒとの関係を、Ｌａ＝０ｍｍにおけるドロス巻き上がり指数Ｄｒを１．０として表したグラフである。図５のデータを取得するに際して、上述の水モデル試験を行った。

図５のグラフに示されるように、ルーバー２をメッキ槽５１の壁面に近づけすぎると、ルーバー２による溶融亜鉛７１の随伴流の上向きに流れを変更させる効果が得られなくなる。図５のグラフに示されるように、ルーバー２とメッキ槽５１の壁面との離間寸法Ｌａが５０ｍｍよりも小さくなると、急激にドロス巻き上がり指数が上昇する。そこで、ルーバー２とメッキ槽５１の壁面との離間寸法Ｌａは、５０ｍｍ以上が好ましい。

以下に、図６及び図７を用いて、ルーバー２の流向変更部材２ｂの下端と、該ルーバー２の上方に隣接して設けられたルーバー２の下端の間隔ΔＰ（図２や図７に示す）の最適な値について説明する。ルーバー２の下端とは、ルーバー２がリブを有する場合リブの下端、リブを有しない場合は流向変更部材の下端のことをいう。図７の（Ａ）に示されるように、ΔＰが小さい場合には、溶融亜鉛７１の随伴流が、メッキ槽５１の壁面方向に非常に流れにくくなり表１（２）、図３の（２）とよく似た挙動となり好ましくない。一方で、ΔＰが大きい場合には、水平板で流れを減衰させつつ流れの向きを変えた随伴流の多くが、入口側部材２aやリブ２ｃで流速が減衰されず、またルーバー２の流向変更部材２ｂによる流れの上向きへの変更効果も小さくなる。

図６は、入口側部材２ａ、流向変更部材２ｂの長さを１００ｍｍ、リブ２ｃの高さＰｈを４０ｍｍ、入口側部材２ａの水平面に対する角度θ１＝３０°、流向変更部材２ｂの水平面に対する角度θ２＝６０°とした場合のΔＰと、ドロス巻き上がり指数Ｄｒとの関係を、ΔＰ＝０におけるドロス巻き上がり指数Ｄｒを１．０として示したグラフである。図６に示されるように、ΔＰは、１００〜３００ｍｍが好ましく、１５０〜２５０ｍｍがより好ましい。

また、シンクロール５２下端からの水平板１の離間距離Ｈｂは、特に限定するものではないが、ドロス巻き上がりの観点から、１００〜１６０ｍｍが好ましい。水平板１と、メッキ槽の底面との距離も、特に限定されるものではなく、適度に空間が維持されていればよい。そもそも、メッキ槽が十分に深ければ、巻き上げの問題は生じないが、メッキ槽を深くすると多量の溶融金属が必要となり、コスト高となるので、めっき槽の深さはある程度限定される。水平板１とメッキ槽の底面との距離は、通常、５００〜１５００ｍｍ程度である。

図８に、ルーバー２の入口側部材２ａ、及び流向変更部材２ｂの最適な角度を示す。グラフ中の（Ａ）〜（Ｃ）は、下の（Ａ）〜（Ｃ）の各図に対応する。図８の（Ａ）に示されるように、入口側部材２ａの水平方向からの角度θ１が大きい場合には、溶融亜鉛７１の随伴流のほとんどが、入口側部材２ａで閉止され、流向変更部材２ｂまで流れない。一方で、図８の（Ｂ）に示されるように流向変更部材２ｂの水平方向からの角度θ２が小さい場合には、溶融亜鉛７１の随伴流が、流向変更部材２ｂによって上向きに流れが変更される効果がほとんど得られない。また、図８の（Ｃ）に示されるように流向変更部材２ｂの水平方向からの角度θ２が大きい場合には、溶融亜鉛７１の随伴流が、流向変更部材２ｂによって上向きに流れが大きく変更され、メッキ槽５１壁面付近で強い上昇流が生じ、溶融亜鉛７１の表層に浮遊するトップドロス（図示せず）が鋼板に付着することにより、品質欠陥をもたらす。前述のトップドロスは、鋼板から溶出した鉄と、亜鉛浴の成分を調整することを目的として、亜鉛浴中に溶解させているアルミによる合金である。

ルーバー２の入口側部材２ａ及び流向変更部材２ｂの水平面に対する角度θ１、θ２は、θ１、θ２が、−θ２≦θ１≦７０°、かつ、２０°≦θ２≦４０°を満たすことが好ましく、２０°≦θ１≦４０°、３０°≦θ２≦７０°がより好ましく、５０°≦θ２≦６０°がさらに好ましい。

また、水平板１の端部の角度θ３は、特に規定するものではないが、０〜７０°が好ましく、５０〜６０°がより好ましい。

次に、図１を用いて、水平板１の最適な幅寸法について説明する。図１の（Ａ）に示されるように、水平板１は、シンクロール５２の端部の下方よりも、所定寸法Ｌｗだけ内側方向に延設されている。前記所定寸法Ｌｗは、シンクロール５２の胴長の０〜１５％であることが好ましい。もし、前記所定寸法Ｌｗが、シンクロール５２の胴長の１５％よりも大きいと、ラインを停止させて鋼板７５が垂れ下がった場合に、鋼板７５が水平板１に接触する可能性がある。一方で、水平板１の端部が、シンクロール５２の端部の下方に無い場合には、鋼板７５とシンクロール５２が接触する位置でシンクロール５２の側下方に排出された溶融亜鉛７１の随伴流が、水平板１に当たること無く、ボトムドロス７２を巻き上げるおそれがある。

本発明の整流部材１０は、作業性を確保するため、整流部材１０に接続する支持部材と、支持部材に接続する水平部材により、メッキ槽５１の縁面に取り付けられるようにしてもよい。

本発明の整流部材１０を実操業のメッキ槽５１に設け、水平板１及びルーバー２を、好ましい設置場所に設置して、その効果を確認した。ルーバー２の入口側部材２ａ、流向変更部材２ｂの長さは１００ｍｍ、リブ２ｃの高さＰｈは４０ｍｍとし、θ１＝３０°、θ２＝６０°、ΔＰ＝１６０ｍｍとした。効果の確認方法は、水モデル試験と同様にドロス巻き上がり指数を用いた。ただし、ボトムドロスの粒子径と粒子数は液中パーティクルカウンターではなく、電子顕微鏡を用いて目視で行った。

結果を図９に示す。図９は、対策無しのラインスピード１１０ｍｐｍにおけるドロス巻き上がり指数Ｄｒを１．０として、ドロス巻き上がり指数を比較したグラフである。図９に示されるように、対策無しの場合と比較して、本発明の整流部材を設置する事により、大幅にドロス巻き上がり指数を低下させることが可能であることが確認できた。

なお、以上説明した実施形態では、ルーバー２は、入口側部材２ａ、流れ変更部材２ｂ、リブ２ｃとから構成されているが、ルーバー２が流れ変更部材２ｂだけで構成されていたとしても、溶融亜鉛７１の随伴流が流向変更部材２ｂによって上向きに変わり、ボトムドロス７２の巻き上げ抑止効果が有る。また、入口側部材２ａ及びリブ２ｃのいずれか１つが無い実施形態であってもよい。

なお、以上説明した実施形態では、メッキ槽５１に満たされる溶融金属は溶融亜鉛であるが、溶融金属はこれに限定されず、錫や銅等の溶融金属であっても本発明の技術的思想が適用可能なことは言うまでもない。

また、以上説明した実施形態では、シンクロール７２に巻き掛けられて、メッキ槽５１でメッキ処理がなされる金属板材は鋼板であるが、金属板材はこれに限定されず、アルミ板や銅板等の金属板材をメッキ処理する場合にも、本発明の技術的思想が適用可能なことは言うまでもない。

以上、現時点において、最も実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明した。もちろん、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではない。本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う溶融金属メッキ槽の整流部材もまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。

１ 水平板
２ ルーバー
２ａ 入口側部材
２ｂ 流向変更部材
２ｃ リブ
２ｄ 接合部
３ 支持部材
３ａ 水平部材
３ｂ 垂直部材
１０ 溶融金属メッキ槽の整流部材
５１ メッキ槽
５１ａ 縁面
５２ シンクロール
５３ ロール支持部材
７１ 溶融亜鉛
７２ ボトムドロス
７３ ボトムドロスを模擬したトレーサー
７５ 鋼板

Claims (9)

1. メッキ槽内に回転可能に配設されたシンクロールの両側端部の下方から前記シンクロールの外側方向に向かって水平にそれぞれ配設される水平板と、
   側方部材として、それぞれの水平板の端部の上方であってシンクロールの両端から離間した位置に配設される、メッキ槽の壁面側に向かって徐々に高さが高くなるように傾斜している流向変更部材を有するルーバーと
   を備え、
   前記ルーバーは、前記流向変更部材の基端から前記シンクロール方向に向かって徐々に高さが高くなるように傾斜している
   ことを特徴とする溶融金属メッキ槽の整流部材。
2. 前記ルーバーは、前記流向変更部材の基端から垂下する板状のリブを有していることを特徴とする請求項１に記載の溶融金属メッキ槽の整流部材。
3. 前記ルーバーの流向変更部材の下端と、該ルーバーの上方に隣接して設けられたルーバーの下端の間隔が、１００〜３００ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の溶融金属メッキ槽の整流部材。
4. 前記ルーバーの入口側部材の水平面に対する角度θ１、流向変更部材の水平面に対する角度θ２が、−θ２≦θ１≦７０°、かつ、２０°≦θ２≦４０°を満たすことを特徴とする請求項１に記載の溶融金属メッキ槽の整流部材。
5. 請求項１に記載の溶融金属メッキ槽の整流部材を備えたことを特徴とする連続溶融金属メッキ装置。
6. 前記ルーバーについて、前記シンクロールの軸受部から鋼板出側方向の水平方向寸法が３００ｍｍ以上、前記シンクロールの軸受部から鋼板入側方向の水平方向寸法が３５０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項５に記載の連続溶融金属メッキ装置。
7. 前記ルーバーとメッキ槽のシンクロール軸方向壁面との離間寸法を５０ｍｍ以上とすることを特徴とする請求項５に記載の連続溶融金属メッキ装置。
8. 前記整流部材は、シンクロールの端部の下方から前記シンクロールの胴長の０〜１５％内側方向に延設されていることを特徴とする請求項５に記載の連続溶融金属メッキ装置。
9. 前記整流部材が、支持部材及び水平部材により溶融金属メッキ槽の縁面に取り付けられていることを特徴とする請求項５に記載の連続溶融金属メッキ装置。

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