JP6345223B2 - 溶融めっき設備及びそれを用いためっき金属帯製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、シールボックス内でワイピングガスノズルから金属帯の表面に不活性ガスを吹き付ける溶融めっき設備及びそれを用いためっき金属帯製造方法に関する。

例えば下記の特許文献１等に示されているように、Ｍｇ含有のめっき層を有するめっき金属帯を製造する場合、金属帯に付着する溶融金属が凝固する前に酸化すると、めっき金属帯の外観異常が発生することが知られている。このため、溶融金属槽から引き上げられた金属帯の周囲をシールボックスで囲むとともに、シールボックス内でワイピングガスノズルから金属帯の表面に不活性ガスを吹き付けることで、シールボックス内の酸素濃度を低く抑えることが行われている。

シールボックス内の酸素濃度を低く抑えるため、シールボックスはできるだけ気密にすることが必要とされる。しかしながら、シールボックスには金属帯を通すための上部開口が必要である。特許文献２では、この上部開口からの外気の進入を回避するために、シールボックス内を陽圧化することが提案されている。

下記の特許文献３では、ワイピングガスノズルからシールボックス内に不活性ガスを供給することとは別に、シールボックスに不活性ガスを直接的に供給することも提案されている。図２は、従来の溶融めっき設備（特許文献３）の構成を示す説明図である。すなわち、従来の溶融めっき設備では、ガス発生装置５は、第１流路５ａを通してワイピングガスノズル４に接続されるとともに、第２流路５ｂを通してシールボックス３に接続されている。第１及び第２流路５ａ，５ｂには、それら第１及び第２流路５ａ，５ｂを開閉する仕切弁７がそれぞれ設けられており、第１流路５ａを通してシールボックス３に不活性ガスを供給するか、第２流路５ｂを通してシールボックス３に不活性ガスを供給するか、又は第１及び第２流路５ａ，５ｂの両方を通してシールボックス３に不活性ガスを供給するかを切り替えることができるように構成されている。

ワイピングガスノズル４から金属帯１の表面への不活性ガスの吹き付け量は、目標とする金属帯１の表面への溶融金属の付着量に応じて調整する必要がある。従来構成においてワイピングガスノズル４からの不活性ガスの吹き付け量を変更する方法としては、ガス発生装置５による不活性ガスの発生量を調整するか、又はガス発生装置５による不活性ガスの発生量を一定にしておき第３流路５ｃに設けられた調整弁６の開度を調整することで大気放散量を調整することが考えられる。

特許第４９８８０４５号公報 特許第３８４１７２５号公報 特開２００２−３４８６５１号公報

ガス発生装置５の方式によっては、ガス発生装置５による不活性ガス発生量を急激に変化させる際、ガス発生装置５が流量変化にすばやく追従することが難しく、不活性ガス純度が安定しないため不活性ガス発生量を急激に変化させることが不可能な場合もある。この場合、ガス発生装置５からの不活性ガスの一部を大気に開放してワイピングガスノズル４からの不活性ガスの吹き付け量を変更する構成が採られることになる。しかしながら、この構成の場合、不活性ガスを浪費することになり、めっき金属帯の製造コストが増大してしまう。

また、図２のような従来構成では、第１流路５ａを通してシールボックス３に不活性ガスを供給するか、第２流路５ｂを通してシールボックス３に不活性ガスを供給するか、又は第１及び第２流路５ａ，５ｂの両方を通してシールボックス３に不活性ガスを供給するだけなので、第１流路５ａを通しての不活性ガスの供給量と、第２流路５ｂを通しての不活性ガスの供給量とを個別に変化させることができない。このため、ワイピングガスノズル４からの不活性ガスの吹き付け量（第１流路５ａを通しての不活性ガスの供給量）が少ない操業条件（溶融金属の付着量が多い場合）では、第１及び第２流路５ａ，５ｂを通しての不活性ガスの供給量が少なくなり、シールボックス３内の圧力が下がってしまう。この場合、上部開口３ａから外気が進入し、めっき金属帯の外観異常が発生する虞がある。また、ワイピングガスノズル４からの不活性ガスの吹き付け量が多い操業条件（溶融金属の付着量が少ない場合）では、第１及び第２流路５ａ，５ｂを通しての不活性ガスの供給量が過剰となる。この場合、不活性ガスを浪費することとなり、めっき金属帯の製造コストが増大してしまう。

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圧力が下がることを回避できるとともに、不活性ガスの浪費を回避できる溶融めっき設備及びそれを用いためっき金属帯製造方法を提供することである。

本発明に係る溶融めっき設備は、Ｍｇ含有の溶融金属が貯められた溶融金属槽に金属帯を浸漬するとともに、溶融金属槽から引き上げられた金属帯の周囲を囲むシールボックス内でワイピングガスノズルから金属帯の表面に不活性ガスを吹き付けることにより金属帯の表面における溶融金属の付着量を調整する溶融めっき設備であって、不活性ガスを発生するガス発生装置、ガス発生装置をワイピングガスノズルに接続し、ワイピングガスノズルを通してシールボックス内に不活性ガスを供給する第１流路、ガス発生装置をシールボックスに接続し、シールボックス内に不活性ガスを供給する第２流路、並びに第１及び第２流路のいずれか一方に設けられた調整弁を備え、第１及び第２流路が互いに接続されており、調整弁の開度が調整されることで第１及び第２流路を通る不活性ガスの流量比率が調整されるように構成されている。
また、本発明に係るめっき金属帯製造方法は、上述の溶融めっき設備を用いて金属帯の表面にめっき層を形成しためっき金属帯を製造するためのめっき金属帯製造方法であって、ガス発生装置による不活性ガスの単位時間当たりの発生量を一定とする。

本発明の溶融めっき設備及びそれを用いためっき金属帯製造方法によれば、第１及び第２流路が互いに接続されており、調整弁の開度が調整されることで第１及び第２流路を通る不活性ガスの流量比率が調整されるように構成されているので、ワイピングガスノズルからの不活性ガスの吹き出し量とシールボックス内への直接的な不活性ガスの供給量との比率を調整できる。これにより、シールボックス内の圧力が下がることを回避できるとともに、不活性ガスの浪費を回避できる。

本発明の実施の形態１による溶融めっき設備を示す説明図である。 従来の溶融めっき設備の構成を示す説明図であるである。

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説明図である。図１において、溶融めっき設備は、金属帯１の表面にめっき層を形成しためっき金属帯を製造するための設備であり、溶融金属槽２、シールボックス３、ワイピングガスノズル４、ガス発生装置５及び調整弁６が設けられている。金属帯１としては、様々な金属の帯を使用することができるが、例えば普通鋼の帯等を使用することができる。

溶融金属槽２には、例えばＺｎ、Ａｌ及びＭｇの合金等のＭｇ含有の溶融金属２ａが貯められている。金属帯１は溶融金属槽２の溶融金属２ａに浸漬された後に溶融金属槽２から引き上げられる。

シールボックス３は、溶融金属槽２から引き上げられた金属帯１の周囲を囲むように配置された箱体である。金属帯１の表面に付着した溶融金属２ａが凝固する前に酸化した場合、めっき金属帯の外観異常が起きることが知られている。シールボックス３には、シールボックス３内の酸素濃度を低くするために、後述のガス発生装置５から不活性ガスが供給される。シールボックス３の下部は溶融金属槽２の溶融金属２ａに浸漬されており、シールボックス３の下部からの外気の進入が防止されている。シールボックス３には上部開口３ａが設けられており、この上部開口３ａを通して金属帯１がシールボックス３の上方へと引き上げられる。上部開口３ａからシールボックス３内に外気が進入するとシールボックス３内の酸素濃度が上昇してしまうため、シールボックス３内への不活性ガスの供給によりシールボックス３内の圧力は大気圧よりも高く維持される。

ワイピングガスノズル４は、シールボックス３内で溶融金属槽２の上方に配置されている。ワイピングガスノズル４には、金属帯１を間に挟むように互いに対向して配置された一対のノズル体４ａが含まれている。各ノズル体４ａには、後述のガス発生装置５から不活性ガスが供給される。各ノズル体４ａから金属帯１の表面に不活性ガスが吹き付けられることで、金属帯１の表面における溶融金属２ａの付着量が調整される。溶融金属２ａの付着量を少なくする場合、各ノズル体４ａからの不活性ガスの吹き付け量が多くされる。一方、溶融金属２ａの付着量を多くする場合、各ノズル体４ａからの不活性ガスの吹き付け量が少なくされる。

ガス発生装置５は、不活性ガスを発生する装置である。ガス発生装置５としては、様々な方式の装置を用いることができるが、ＰＳＡ(Pressure Swing Absorption)方式の装置を用いることができる。ＰＳＡ方式とは、圧縮空気から酸素を吸着除去して窒素ガス（不活性ガス）を生成する方式である。ＰＳＡ方式のガス発生装置５は、安価に不活性ガスを生成できる一方で、不活性ガスの生成量を応答良く変更できないという特徴を有している。

ガス発生装置５には、第１及び第２流路５ａ，５ｂが接続されている。第１流路５ａは、ガス発生装置５をワイピングガスノズル４に接続しており、ワイピングガスノズル４を通してシールボックス３内に不活性ガスを供給する。第２流路５ｂは、ガス発生装置５をシールボックス３に接続しており、ワイピングガスノズル４を通さずにシールボックス３内に不活性ガスを直接的に供給する。第１及び第２流路５ａ，５ｂは互いに接続されている。

調整弁６は、第２流路５ｂ、すなわちガス発生装置５とシールボックス３との間に設けられている。調整弁６の開度が調整されることで、第１及び第２流路５ａ，５ｂを通る不活性ガスの流量の比率が調整される。すなわち、ワイピングガスノズル４からの不活性ガスの吹き出し量とシールボックス３内への直接的な不活性ガスの供給量との比率を調整できる。この比率を調整することにより、シールボックス３内の圧力が下がることを回避できるとともに、不活性ガスの浪費を回避できる。

上述のように、ＰＳＡ方式のガス発生装置５が用いられる場合、不活性ガスの生成量を応答良く変更できない。このため、ＰＳＡ方式のガス発生装置５が用いられる場合、金属帯１を通板させる前の準備期間及び金属帯１の通板中を通してガス発生装置５による不活性ガスの単位時間当たりの発生量を一定としておき、調整弁６の開度を調整することによりワイピングガスノズル４からの不活性ガスの吹き出し量を変更することが好ましい。この制御を採ることで、シールボックス３内に供給される不活性ガスの総量をより確実に一定に保つことができる。このような制御は、他の方式のガス発生装置５でも適用できる。なお、ガス発生装置５による不活性ガスの単位時間当たりの発生量が一定であるとは、所定の時間期間内における不活性ガス発生量の変化量が所定値以下であることを意味する。また、本実施の形態の構成では、ガス発生装置５が発生した不活性ガスの全量が第１及び第２流路５ａ，５ｂを通してシールボックス３内に供給されることになる。

このような溶融めっき設備では、第１及び第２流路５ａ，５ｂが互いに接続されており、調整弁６の開度が調整されることで第１及び第２流路５ａ，５ｂを通る不活性ガスの流量比率が調整されるように構成されているので、ワイピングガスノズル４からの不活性ガスの吹き出し量とシールボックス３内への直接的な不活性ガスの供給量との比率を調整できる。これにより、シールボックス３内の圧力が下がることを回避できるとともに、不活性ガスの浪費を回避できる。

また、ガス発生装置５による不活性ガスの単位時間当たりの発生量を一定とするので、シールボックス３内に供給される不活性ガスの総量をより確実に一定に保つことができる。この構成は、不活性ガスの生成量を応答良く変更できないＰＳＡ方式のガス発生装置５を用いる場合に特に有用である。

なお、実施の形態では、調整弁６が第２流路５ｂに設けられるように説明したが、調整弁は、第１流路、すなわちガス発生装置とワイピングガスノズルとの間に設けられてもよい。また、第１及び第２流路の両方に調整弁を設け、それらの開度を共に制御してもよい。

１ 金属帯
２ 溶融金属槽
２ａ 溶融金属
３ シールボックス
４ ワイピングガスノズル
５ ガス発生装置
５ａ 第１流路
５ｂ 第２流路
６ 調整弁

Claims (2)

1. Ｍｇ含有の溶融金属が貯められた溶融金属槽に金属帯を浸漬するとともに、溶融金属槽から引き上げられた金属帯の周囲を囲むシールボックス内でワイピングガスノズルから前記金属帯の表面に不活性ガスを吹き付けることにより前記金属帯の表面における前記溶融金属の付着量を調整する溶融めっき設備であって、
   不活性ガスを発生するガス発生装置、
   前記ガス発生装置を前記ワイピングガスノズルに接続し、前記ワイピングガスノズルを通して前記シールボックス内に不活性ガスを供給する第１流路、
   前記ガス発生装置を前記シールボックスに接続し、前記シールボックス内に不活性ガスを供給する第２流路、並びに
   前記第１及び第２流路のいずれか一方に設けられた調整弁
   を備え、
   前記第１及び第２流路が互いに接続されており、前記調整弁の開度が調整されることで前記第１及び第２流路を通る不活性ガスの流量比率が調整されるように構成されている、
   溶融めっき設備。
2. 請求項１記載の溶融めっき設備を用いて前記金属帯の表面にめっき層を形成しためっき金属帯を製造するためのめっき金属帯製造方法であって、
   前記ガス発生装置による前記不活性ガスの単位時間当たりの発生量を一定とする、めっき金属帯製造方法。

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