JP6088307B2 - 溶融めっき設備 - Google Patents

Description

本発明は、溶融金属槽に金属帯を浸漬して金属帯の表面にめっき層を形成する溶融めっき設備に関するものである。

従来用いられていたこの種の溶融めっき設備としては、例えば下記の特許文献１，２等に示されている構成を挙げることができる。特許文献１には、溶融金属槽から引上げられた金属帯の幅方向に沿う端部（エッジ）の位置を検出するために、溶融金属槽の上方にセンサを配置する構成が記載されている。特許文献２には、溶融金属槽から引上げられた金属帯に付着しためっき金属の酸化を防止するために、溶融金属槽の上方にシールボックスを配置して、溶融金属槽から引上げられた金属帯がシールボックス内を通過されるようにする構成が記載されている。

国際公開第２０１０／０３８４７２号 特開平４−２３１４４８号公報

特許文献２に記載された従来構成のように溶融金属槽の上方にシールボックスを配置した場合、シールボックスの内部は高温となる。このようなシールボックスの内部に特許文献１に記載されたようなセンサを配置した場合、シールボックス内の高温によりセンサが故障することがある。また、シールボックス内では溶融金属が飛び散った後に生じる金属粉が舞い易く、多量の金属粉がセンサに付着した場合、センサの動作に不具合が生じる。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、シールボックス内の高温によりセンサが故障することを回避しつつ、金属粉の付着によるセンサの動作の不具合を防止できる溶融めっき設備を提供することである。

本発明に係る溶融めっき設備は、溶融金属槽に金属帯を浸漬して金属帯の表面にめっき層を形成する溶融めっき設備であって、溶融金属槽の上方に設けられたシールボックスと、金属帯が間に位置するように金属帯の板厚方向に互いに離間してシールボックス内に配置された一対のワイピングガスノズルと、シールボックス内に配置されたセンサとを備え、センサは、開口部が形成されたケースと、開口部に対向するようにケース内に配置されたセンサ本体とを含み、ケースの内壁とセンサ本体との間に形成されたガス流路に冷却ガスが通されるとともに、冷却ガスが開口部からケース外に吹き出されるよう構成されている。

本発明の溶融めっき設備によれば、ケースの内壁とセンサ本体との間に形成されたガス流路に冷却ガスが通されるとともに、冷却ガスが開口部からケース外に吹き出されるので、シールボックス内の高温によりセンサが故障することを回避しつつ、金属粉の付着によるセンサの動作の不具合を防止できる。

本発明の実施の形態１による溶融めっき設備を示す構成図である。 図１のエッジ検出センサの断面図である。 図２のエッジ検出センサを示す斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による溶融めっき設備を示す構成図である。図において、溶融金属槽１には、例えば溶融亜鉛めっきや合金化溶融亜鉛めっき等の溶融金属めっきを施すための溶融金属１ａが溜められている。周知のように、例えば鋼板等の金属帯２が溶融金属１ａに浸漬されることで、金属帯２の表面が溶融金属１ａによってコーティングされる。

溶融金属槽１の上方には、シールボックス３が設けられている。シールボックス３は、金属帯２の周囲を囲う側壁３０と、側壁３０の上部に設けられた天井壁３１とを有する略箱状の部材である。側壁３０の下端３０ａは溶融金属１ａに浸漬されており、溶融金属槽１から引上げられた金属帯２はシールボックス３の下部開口３２を通ってシールボックス３内に通される。すなわち、本実施の形態の溶融めっき設備では、溶融金属槽１から引上げられた金属帯２がシールボックス３内を通される。天井壁３１には上部開口３３が設けられており、金属帯２は上部開口３３を通ってシールボックス３外へ送られる。

シールボックス３の内部には、例えば窒素ガス等の不活性ガスが供給されている。上述のように金属帯２がシールボックス３内を通されることで、金属帯２の表面に付着した溶融金属１ａが空気中の酸素と反応することが防止される。なお、上部開口３３の周囲には、上部開口３３を通る金属帯２に向けて上向きに不活性ガスを吹き出す吹出部３４が設けられている。このように吹出部３４から不活性ガスが吹き出されることで、上部開口３３からの外気の進入が防止されている。

シールボックス３の内部には、ワイピングガス装置４、遮蔽幕５及び複数のエッジ検出センサ６が配置されている。

ワイピングガス装置４は、金属帯２の板厚方向に沿って互いに離間して配置された一対のワイピングガスノズル４０と、金属帯２の板幅方向の両側に配置された一対の補助ノズル（図示せず）とを含んでいる。ワイピングガスノズル４０は、金属帯２の表面に対してワイピングガス（不活性ガス）を吹き付けて、金属帯２の表面における溶融金属１ａの付着量を調節するためのものである。補助ノズルは、例えば特開平１０−１８３３２５号等に開示されているように、金属帯２の板幅方向に沿って金属帯２にガス（不活性ガス）を吹き付けることにより、金属帯２の板幅方向に沿う両側において溶融金属１ａの除去を補助するものである。補助ノズルは、板幅方向に沿う金属帯２の端部の位置に応じて板幅方向に沿って移動できるように構成されている。

遮蔽幕５は、例えばセラミックファイバー等により構成されたシート状部材であり、ワイピングガス装置４とシールボックス３の内壁との間を塞ぐように設けられている。周知のように、シールボックス３の内部では、例えばワイピングガスによって金属帯２の表面から飛散する等した溶融金属１ａが金属粉として舞い易い。遮蔽幕５は、ワイピングガス装置４の下方で発生した金属粉がワイピングガス装置４の上方に向かうことを阻害して、ワイピングガス装置４の上方における金属粉の量を少なくする。

エッジ検出センサ６は、板幅方向に沿う金属帯２の両端の位置を検出するためのセンサである。本実施の形態では、エッジ検出センサ６は、各ワイピングガスノズル４０の上部両側において金属帯２の板幅方向に沿って変位可能に設けられた光学式センサによって構成されている。対向するエッジ検出センサ６の一方が光信号６ａを発して、対向するエッジ検出センサ６の他方が光信号６ａを受ける。光信号６ａの発光及び受光が行われる際、対向するエッジ検出センサ６は同じ速度で板幅方向に沿って変位される。このような発光及び受光が板幅方向に沿って変位されながら行われることで、金属帯２の端部の位置が検出される。エッジ検出センサ６によって検出された端部の位置は、上述した補助ノズルの位置制御に用いられる。

次に、図２は図１のエッジ検出センサ６の断面図であり、図３は図２のエッジ検出センサ６を示す斜視図である。図２及び図３に示すように、エッジ検出センサ６には、ケース６０、外装断熱材６１、センサ本体６２、断熱板６３及び位置決部材６４が含まれている。

ケース６０は、例えばアルミニウム合金やステンレス鋼等により構成された円筒状部材である。図３に特に示されているように、ケース６０の外周面は、例えばセラミックファイバー等の外装断熱材６１によって覆われている。このようにケース６０の外周面が外装断熱材６１によって覆われることで、ケース６０内の構成要素がシールボックス３内の高温から保護される。

ケース６０の内部には、後方空間６０１と前方空間６０２とが設けられている。後方空間６０１及び前方空間６０２は互いに同軸状に配置された円柱状の空間であり、後方空間６０１の直径は前方空間６０２の直径よりも小さくされている。換言すると、ケース６０の内部後方には、ケース６０の内部前方の内壁よりもケース６０の内方に突出された突部６０５が形成されており、この突部６０５によりケース６０の径方向に沿う後方空間６０１の幅が前方空間６０２の幅よりも狭くされている。

ケース６０の前面には前方空間６０２に連通された円形の開口部６０３が形成されている。エッジ検出センサ６は、開口部６０３が金属帯２に対向する向きで配置される。ケース６０の背面には、後方空間６０１に連通されたガス供給口６０４が形成されている。このガス供給口６０４は、ケース６０内に冷却ガス６０４ａが供給するためのものである。

センサ本体６２は、上述した光信号６ａ（図１参照）を発するか又は受けるものである。センサ本体６２には、検出に用いる素子（光信号６ａを発するか又は受ける素子）が配置されたセンシング面６２０が設けられている。センサ本体６２は、センシング面６２０が開口部６０３に対向するようにケース６０内の後方空間６０１内に配置されている。図示はしないが、センサ本体６２は、例えば柱状の部材又は冷却ガス６０４ａが流れる方向に沿って延在された壁面等により後方空間６０１内で支持されている。

ケース６０の内壁とセンサ本体６２との間にはガス流路６５が形成されている。具体的には、ガス流路６５は、後方空間６０１を形成するケース６０の内壁とセンサ本体６２の周面及び背面（センシング面６２０以外のセンサ本体６２の面）との間に形成されている。ガス流路６５には、ガス供給口６０４から供給された冷却ガス６０４ａが通される。この冷却ガス６０４ａによってセンサ本体６２が冷却され、シールボックス３内の高温によりエッジ検出センサ６が故障することが回避される。なお、後方空間６０１が前方空間６０２よりも小さくされていることでガス流路６５が狭められている。このため、ガス流路６５を通る冷却ガス６０４ａの流速が速くなり、センサ本体６２が効果的に冷却される。

断熱板６３は、例えば円板状の断熱ガラス等により構成されるものであり、開口部６０３とセンサ本体６２との間に位置するようにケース６０内の前方空間６０２に配置されている。このように断熱板６３が配置されることで、ケース６０外の熱が開口部６０３を通してセンサ本体６２に伝わりにくくされている。断熱板６３の直径は前方空間６０２の直径よりも小さくされており、断熱板６３とケース６０との間には空隙が形成されている。

断熱板６３は、ケース６０内で位置決部材６４によって位置決めされている。位置決部材６４には、断熱板６３を挟むように設けられた前板部６４０と後板部６４１とが設けられている。前板部６４０には、開口部６０３の縁部の近傍まで突出された突片６４０ａが設けられている。突片６４０ａは、断熱板６３の径方向に沿う断熱板６３の外縁側に配置されている。突片６４０ａと開口部６０３の縁部との間の空隙は、開口部６０３の直径よりも狭い。

ガス流路６５からの冷却ガス６０４ａは、断熱板６３とケース６０との間の空隙を経て、位置決部材６４の突片６４０ａとケース６０との間の空隙を通って開口部６０３から吹き出される。このように冷却ガス６０４ａが開口部６０３から吹き出されることで、シールボックス３内を舞う金属粉が開口部６０３を通ってケース６０内に進入することが防止されている。これにより、金属粉の付着によるエッジ検出センサ６の動作の不具合を防止できる。特に、上述した空隙を冷却ガス６０４ａが通ることで、冷却ガス６０４ａの流速が速くされ、金属粉のケース６０内への進入がより確実に防止され、より確実にエッジ検出センサ６の動作の不具合が防止される。

開口部６０３の縁部には、ケース６０の内側から外側に向かうにつれて開口部６０３の内側に向かう傾斜面６０３ａが形成されている。この傾斜面６０３ａは、開口部６０３の縁部全体にわたって形成されている。位置決部材６４の突片６４０ａとケース６０との間の空隙を通る冷却ガス６０４ａは、傾斜面６０３ａに沿って開口部６０３の内側に向かいつつ開口部６０３から吹き出される。これにより、断熱板６３の前方に冷却ガス６０４ａによるエアカーテンが形成され、断熱板６３の前面に金属粉が付着することが防止されている。

このような溶融めっき設備では、ケース６０の内壁とセンサ本体６２との間に形成されたガス流路６５に冷却ガス６０４ａが通されるとともに、冷却ガス６０４ａが開口部６０３からケース６０外に吹き出されるので、センサ本体６２を冷却できるとともに、ケース６０内への金属粉の進入を防止できる。これにより、シールボックス３内の高温によりエッジ検出センサ６が故障することを回避しつつ、金属粉の付着によるエッジ検出センサ６の動作の不具合を防止できる。

また、開口部６０３とセンサ本体６２との間に位置するようにケース６０内に断熱板６３が配置されているので、ケース６０外の熱が開口部６０３を通してセンサ本体６２に伝わりにくくすることができ、シールボックス３内の高温によりエッジ検出センサ６が故障することをより確実に回避できる。

さらに、位置決部材６４と開口部６０３の縁部との間に形成された空隙を通って冷却ガス６０４ａが開口部６０３から吹き出されるので、開口部６０３から吹き出される冷却ガス６０４ａの流速を速くすることができる。これによって、金属粉のケース６０内への進入をより確実に防止でき、エッジ検出センサ６の動作の不具合をより確実に防止できる。

さらにまた、位置決部材６４の突片６４０ａとケース６０との間の空隙を通る冷却ガス６０４ａは、傾斜面６０３ａに沿って開口部６０３の内側に向かいつつ開口部６０３から吹き出されるので、断熱板６３の前方に冷却ガス６０４ａによるエアカーテンを形成でき、断熱板６３の前面に金属粉が付着することを防止できる。

また、ケース６０の外周面が外装断熱材６１によって覆われているので、ケース６０外の高温からセンサ本体６２をより確実に保護でき、シールボックス３内の高温によりエッジ検出センサ６が故障することをより確実に回避できる。

なお、実施の形態ではエッジ検出センサ６について説明したが、シールボックス内に配置される他のセンサにも本発明の構成を適用できる。

また、実施の形態ではケース６０が円筒状であるように説明したが、ケース６０の形状は任意である。また、後方空間６０１、前方空間６０２及び開口部６０３等の形状についても適宜変更してよい。

１ 溶融金属槽
２ 金属帯
３ シールボックス
６ エッジ検出センサ（センサ）
６０ ケース
６０３ 開口部
６０３ａ 傾斜面
６０４ａ 冷却ガス
６１ 外装断熱材
６２ センサ本体
６３ 断熱板
６４ 位置決部材
６５ ガス流路

Claims (5)

1. 溶融金属槽に金属帯を浸漬して金属帯の表面にめっき層を形成する溶融めっき設備であって、
   前記溶融金属槽の上方に設けられたシールボックスと、
   前記金属帯が間に位置するように前記金属帯の板厚方向に互いに離間して前記シールボックス内に配置された一対のワイピングガスノズルと、
   前記シールボックス内に配置されたセンサと
   を備え、
   前記センサは、
   開口部が形成されたケースと、
   前記開口部に対向するように前記ケース内に配置されたセンサ本体と
   を含み、
   前記ケースの内壁と前記センサ本体との間に形成されたガス流路に冷却ガスが通されるとともに、前記冷却ガスが前記開口部から前記ケース外に吹き出されるよう構成されている
   ことを特徴とする溶融めっき設備。
2. 前記センサは、前記開口部と前記センサ本体との間に位置するように前記ケース内に配置された断熱板をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の溶融めっき設備。
3. 前記センサは、前記ケース内で前記断熱板を位置決めする位置決部材をさらに含み、
   前記冷却ガスは、前記位置決部材と前記開口部の縁部との間に形成された空隙を通って前記開口部から吹き出される
   ことを特徴とする請求項２記載の溶融めっき設備。
4. 前記開口部の縁部には、前記ケースの内側から外側に向かうにつれて前記開口部の内側に向かう傾斜面が形成されており、
   前記位置決部材と前記開口部の縁部との間に形成された空隙を通る前記冷却ガスは、前記傾斜面に沿って前記開口部の内側に向かいつつ前記開口部から吹き出される
   ことを特徴とする請求項３記載の溶融めっき設備。
5. 前記センサは、前記ケースの外周面を覆う外装断熱材をさらに含むことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の溶融めっき設備。

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