JP6369642B2 - 連続溶融金属めっき装置及び連続溶融金属めっき方法 - Google Patents

Description

本発明は、連続溶融金属めっき装置及び連続溶融金属めっき方法に関する。

連続溶融金属めっき装置は、鋼帯に代表される金属帯を亜鉛などの溶融金属でめっきするための装置である。この連続溶融金属めっき装置は、溶融金属を貯留しためっき槽中に配置されるロールとして、金属帯の搬送方向を変更するシンクロールと、金属帯の形状を平坦に矯正する一対のサポートロールを備える。めっき浴内に斜め方向に向けて導入された金属帯は、シンクロールによって搬送方向を鉛直方向上方に変更された後、一対のサポートロールの間に挟まれながら通過してめっき浴外に引き上げられる。その後、金属帯の両側に配置されたガスワイピングノズルから金属帯の表面にガスを吹き付けて、金属帯の表面に付着して引き上げられた余剰の溶融金属を掻き取ることにより、溶融金属の付着量（以下、「目付量」とも呼ぶ。）が調節される。

サポートロールによる金属帯の形状の矯正が不十分である場合、サポートロールを通過した後の金属帯において、板幅方向に反りが生じ得る。そのような場合には、金属帯の板幅方向においてガスワイピングノズルと金属帯との距離のばらつきが生じるので、板幅方向において金属帯に対するガスの衝突圧力が不均一となる。ゆえに、目付量が不均一となり得る。このような連続溶融金属めっきにおける目付量が不均一となることを抑制するために、サポートロールによる金属帯の形状の矯正に関する技術が提案されている。

例えば、特許文献１には、めっき鋼帯の板厚方向と長手方向の双方のめっき付着量の不均一性を同時に解決しためっき付着量の均一性に優れた溶融めっき鋼板を得る溶融金属めっき浴中ロール装置を安価に提供するために、少なくともシンクロールの直上に位置するサポートロールを無駆動ロールとし、併せてシンクロールとサポートロールのうちの少なくとも１つを水平方向に位置制御可能とする技術が開示されている。

特開平６−１２８７１１号公報

しかしながら、従来の連続溶融金属めっきでは、金属帯のサポートロールとの接触部において、金属帯の表面の疵が発生する場合があった。例えば、金属帯として鋼帯が用いられる場合には、めっき浴中に金属間化合物であるドロスが生成されることに起因して、めっき鋼帯の表面の疵が発生し得る。具体的には、サポートロールに付着したドロスが鋼帯に転写されることによるロール疵や、鋼帯とサポートロールの間に巻き込まれたドロスが鋼帯に付着するドロス疵が生じ得る。また、サポートロールがスリップすることによってスリ疵が生じる場合もある。ゆえに、めっき鋼帯の品質を向上させる観点から、目付量の均一性を向上させる他に、これらのめっき鋼帯の表面の疵の発生を抑制することが望まれる。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、めっき鋼帯の表面の疵の発生を抑制することによって、めっき鋼帯の品質を向上させることが可能な、新規かつ改良された連続溶融金属めっき装置及び連続溶融金属めっき方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、めっき浴内に設けられ、鋼帯の搬送方向を上方へ変更するシンクロールと、前記めっき浴内において、前記シンクロールより上方に位置し、前記シンクロールと接する前記鋼帯の面と接する第１のサポートロールと、前記めっき浴内において、前記第１のサポートロールより上方に位置し、前記シンクロールと接する前記鋼帯の面と逆の面と接する第２のサポートロールと、を備え、前記第１のサポートロールの直径、前記第２のサポートロールの直径及び前記第１のサポートロールの回転軸と前記第２のサポートロールの回転軸との鉛直方向の距離が、下記式（１）から式（４）の条件を満たす、連続溶融金属めっき装置が提供される。
ここで、前記第１のサポートロールの下端と前記シンクロールの上端との間隔は、２００ｍｍ以上離れている。

ただし、
Ｄ１：前記第１のサポートロールの直径（ｍｍ）
Ｄ２：前記第２のサポートロールの直径（ｍｍ）
Ｌ：前記第１のサポートロールの回転軸と前記第２のサポートロールの回転軸との鉛直方向の距離（ｍｍ）。

前記第１のサポートロールの鉛直方向の位置を調整可能な調整部を備えてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、めっき浴内に設けられるシンクロールにより、鋼帯の搬送方向を上方へ変更する工程と、前記めっき浴内において、前記シンクロールより上方に位置し、前記シンクロールと接する前記鋼帯の面と接する第１のサポートロールと、前記めっき浴内において、前記第１のサポートロールより上方に位置し、前記シンクロールと接する前記鋼帯の面と逆の面と接する第２のサポートロールとの間に挟みながら前記鋼帯を通過させる工程と、を含み、前記第１のサポートロールの直径、前記第２のサポートロールの直径及び前記第１のサポートロールの回転軸と前記第２のサポートロールの回転軸との鉛直方向の距離が、下記式（１）から式（４）の条件を満たすように、前記第１のサポートロールの鉛直方向の位置を予め調整する工程を含む、連続溶融金属めっき方法が提供される。
この発明においても、前記第１のサポートロールの下端と前記シンクロールの上端との間隔は、２００ｍｍ以上離れている。

ただし、
Ｄ１：前記第１のサポートロールの直径（ｍｍ）
Ｄ２：前記第２のサポートロールの直径（ｍｍ）
Ｌ：前記第１のサポートロールの回転軸と前記第２のサポートロールの回転軸との鉛直方向の距離（ｍｍ）。

以上説明したように本発明によれば、めっき鋼帯の表面の疵の発生を抑制することによって、めっき鋼帯の品質を向上させることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る連続溶融金属めっき装置の概略構成の一例を示す模式図である。 同実施形態に係る第１のサポートロールの直径Ｄ１、第２のサポートロールの直径Ｄ２及び第１のサポートロールの回転軸と第２のサポートロールの回転軸との鉛直方向の距離Ｌの関係性について説明するための説明図である。 同実施形態に係る第１のサポートロールと、シンクロールとの接触回避の条件を説明するための模式図である。 第１の参考例に係る連続溶融金属めっき装置の概略構成の一例を示す模式図である。 第２の参考例に係る連続溶融金属めっき装置の概略構成の一例を示す模式図である。 第３の参考例に係る連続溶融金属めっき装置の概略構成の一例を示す模式図である。 第４の参考例に係る連続溶融金属めっき装置の概略構成の一例を示す模式図である。 応用例に係る連続溶融金属めっき装置の概略構成の一例を示す模式図である。 実施例及び比較例における各種設定値について説明するための説明図である。 実施例及び比較例における各種設定値について説明するための説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜１．連続溶融金属めっき装置の構成＞
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る連続溶融金属めっき装置１の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る連続溶融金属めっき装置１の概略構成の一例を示す模式図である。

図１に示すように、連続溶融金属めっき装置１は、鋼帯２を、溶融金属を満たしためっき浴３に浸漬することにより、鋼帯２の表面に溶融金属を連続的に付着させた後、溶融金属を所定の目付量にするための装置である。連続溶融金属めっき装置１は、めっき槽４と、スナウト５と、シンクロール６と、第１のサポートロール７と、第２のサポートロール８と、ガスワイピングノズル９と、を備える。

鋼帯２は、溶融金属によるめっき処理を施される対象となる金属帯である。また、めっき浴３を構成する溶融金属としては、例えば、Ｚｎ，Ａｌ，Ｓｎ，Ｐｂの単体又はこれらの合金が例示される。あるいは、溶融金属は、これらの金属又は合金に、例えばＳｉ，Ｐ等の非金属元素、Ｃａ，Ｍｇ，Ｓｒ等の典型金属元素、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ等の遷移金属元素を含有するものも含まれる。以下の説明では、めっき浴３をなす溶融金属として溶融亜鉛が用いられ、鋼帯２の表面に溶融亜鉛を付着させて、亜鉛めっき鋼板を製造する例について説明する。

めっき槽４は、溶融金属からなるめっき浴３を貯留する。スナウト５は、上端が例えば焼鈍炉の出口側に接続され、下端がめっき浴３内に浸漬させて傾斜して設けられる。シンクロール６は、めっき浴３内の下方に配設される。シンクロール６は、第１のサポートロール７及び第２のサポートロール８よりも大きい直径を有する。シンクロール６は、鋼帯２の搬送に伴って図示の時計回りに回転し、スナウト５を通ってめっき浴３内に斜め下方に向けて導入された鋼帯２の搬送方向を、鉛直方向上方へ変更する。シンクロール６は、無駆動ロールであってもよい。

第１のサポートロール７及び第２のサポートロール８は、めっき浴３内においてシンクロール６より上方に配設される。第１のサポートロール７は、めっき浴３内においてシンクロール６より上方に位置し、シンクロール６と接する鋼帯２の面と接する。第２のサポートロール８は、めっき浴３内において第１のサポートロール７より上方に位置し、シンクロール６と接する鋼帯２の面と逆の面と接する。シンクロール６によって方向転換され、鉛直方向上方に引き上げられた鋼帯２は、第１のサポートロール７と第２のサポートロール８との間に挟まれながら通過する。第１のサポートロール７は、無駆動ロールであってもよい。また、第２のサポートロール８は、無駆動ロール又は駆動ロールであってもよい。
めっき浴３の深さは、通常は、２０００ｍｍ以上、３０００ｍｍ以下とされる。なお、めっき浴３の深さは、これ以上深くしてもよいが、これ以上深くすると、浴底に堆積したドロスの汲み上げ作業がしにくい、浴内温度分布が増大して、ドロスが生成し易くなるなどの課題が発生する。また、シンクロール６の直径Ｄ３は、一般的には６００ｍｍ以上、８００ｍｍ以下とされる。

第２のサポートロール８に対する第１のサポートロール７の水平方向の位置を適宜設定することによって、第１のサポートロール７と第２のサポートロール８との間に挟まれながら通過する鋼帯２を水平方向に押し込むことにより、鋼帯２の幅方向の反りが矯正される。それにより、目付量を均一化することができる。具体的には、第２のサポートロール８の鋼帯２と接する箇所に対する第１のサポートロール７の鋼帯２と接する箇所の水平方向の相対距離である図１に示す押し込み量Ｐ１が、鋼帯２の形状を適切に矯正し得るような値に適宜設定される。具体的には、押し込み量Ｐ１は、５ｍｍ以上、３０ｍｍ以下に設定され得る。また、第１のサポートロール７及び第２のサポートロール８は、引き上げられる鋼帯２の振動を抑制する機能を有する。第２のサポートロール８を通過した鋼帯２に生じる振動も、目付量を不均一にする要因となり得る。ゆえに、引き上げられる鋼帯２の振動の発生を抑制することによって、目付量を均一化することができる。

ガスワイピングノズル９は、鋼帯２に対する溶融金属の目付量を調節するために、鋼帯２の表面に吹き付けられる空気や窒素ガス等のガスを噴射する。ガスワイピングノズル９には、図示しないコンプレッサ等によって圧縮された高圧ガスが導入される。ガスワイピングノズル９は、鋼帯２の厚み方向の両側に配置され、第１のサポートロール７及び第２のサポートロール８の上方であって、めっき浴３の浴面から所定の高さの位置に配設される。かかるガスワイピングノズル９から噴射されたガスは、めっき浴３から鉛直方向上方に引き上げられた鋼帯２の両面に吹き付けられ、余剰の溶融金属が掻き取られる。これにより、鋼帯２の表面に対する溶融金属の目付量が適正量に調整され、溶融金属膜の膜厚が調整される。

上記構成の連続溶融金属めっき装置１の動作について説明する。連続溶融金属めっき装置１は、図示しない駆動源により鋼帯２を移動させ、装置内の各部を通板させる。係る鋼帯２は、スナウト５を通じてめっき浴３中に斜め下方に向けて導入され、シンクロール６を周回して、搬送方向が鉛直方向上方に変更される。次いで、鋼帯２は、第１のサポートロール７と第２のサポートロール８との間に挟まれながら通過して上昇し、めっき浴３外に引き上げられる。その後、ガスワイピングノズル９から吹き付けられるガスの圧力により、鋼帯２に付着している余剰の溶融金属が掻き取られて、鋼帯２の表面に対する溶融金属の付着量が所定の目付量に調整される。以上のようにして、連続溶融金属めっき装置１は、鋼帯２をめっき浴３中に連続的に浸漬して、溶融金属をめっきすることにより、所定の目付量の溶融金属めっき鋼板を製造する。なお、鋼帯２の通板速度は、６０ｍ／分以上、１８０ｍ／以下に設定される。

上述したように、従来の連続溶融金属めっきでは、スリ疵、ロール疵、ドロス疵等のめっき鋼帯の表面に疵が発生する場合がある。本実施形態に係る連続溶融金属めっき装置１では、第１のサポートロール７の直径Ｄ１、第２のサポートロール８の直径Ｄ２及び第１のサポートロール７の回転軸と第２のサポートロール８の回転軸との鉛直方向の距離Ｌが後述する特定の条件を満たすように設定されることによって、めっき鋼帯の表面の疵の発生を抑制することができる。それにより、めっき鋼帯の品質を向上させることが可能となる。なお、距離Ｌは、具体的には、１６０ｍｍ以上に設定され得る。好ましくは、距離Ｌは、１７５ｍｍ以上、２７５ｍｍ以下である。

＜２．第１のサポートロールの直径及び第２のサポートロールの直径の設定＞
続いて、図２から図７を参照して、本実施形態に係る連続溶融金属めっき装置１における、第１のサポートロール７の回転軸と第２のサポートロール８の回転軸との鉛直方向の距離Ｌに応じた、第１のサポートロール７の直径Ｄ１及び第２のサポートロール８の直径Ｄ２の設定について説明する。

本実施形態に係る連続溶融金属めっき装置１では、第１のサポートロール７の直径Ｄ１、第２のサポートロール８の直径Ｄ２及び第１のサポートロール７の回転軸と第２のサポートロール８の回転軸との鉛直方向の距離Ｌが、下記式（１）から式（４）の条件を満たすように設定される。
ここで、第１のサポートロール７の直径Ｄ１、第２のサポートロール８の直径Ｄ２、及び、第１のサポートロール７の回転軸と第２のサポートロール８の回転軸との鉛直方向の距離Ｌは、すべて（ｍｍ）の単位で設定される。

ここで、式（１）のＤを式（２）へ代入して整理すると、下記式（５）及び式（６）が導出される。

また、式（４）を整理すると、下記式（７）が導出される。

図２は、本実施形態に係る第１のサポートロール７の直径Ｄ１、第２のサポートロール８の直径Ｄ２及び第１のサポートロール７の回転軸と第２のサポートロール８の回転軸との鉛直方向の距離Ｌの関係性について説明するための説明図である。図２では、Ｄ１−Ｄ２平面において式（３）、式（５）、式（６）及び式（７）のそれぞれによって規定される領域の範囲を示す境界線Ｂ１から境界線Ｂ４が示されている。なお、境界線Ｂ１から境界線Ｂ４はそれぞれ下記式（８）から式（１１）により表される。

図２に示したように、Ｄ１−Ｄ２平面において境界線Ｂ１から境界線Ｂ４によって囲まれる領域Ｅ１が、距離Ｌに応じて設定され得る直径Ｄ１及び直径Ｄ２の設定値を示す領域である。本実施形態に係る連続溶融金属めっき装置１では、直径Ｄ１及び直径Ｄ２は、図２に示した領域Ｅ１の範囲内において設定される。

式（３）に示すように、第１のサポートロール７の直径Ｄ１は、スリ疵防止のために２１０ｍｍ以上としている。なお、第１のサポートロール７の直径Ｄ１は、好ましくは、２２０ｍｍ以上、２５０ｍｍ以下である。
第１のサポートロール７の直径Ｄ１に対して、第２のサポートロール８の直径Ｄ２が大きすぎると、Ｃ反り矯正のための第１のサポートロール７の押し込み量Ｐ１が大きくなり、ドロス転写によるロール疵が増加するため、第２のサポートロール８の直径Ｄ２の上限を式（５）のように規定した。
第１のサポートロール７の直径Ｄ１に対して、第２のサポートロール８の直径Ｄ２が小さすぎると、ドロスが巻き込まれやすくなり、ドロス疵が増えるため、第２のサポートロール８の直径の下限を式（６）のように規定した。

次に、式（７）については、以下のように導出される。
シンクロール６の下端と、第２のサポートロール８の上端の鉛直方向の距離は、めっき浴３の底部のドロスによるドロス疵を防止するには、１５００ｍｍ以下とするのが好ましい。
すなわち、図１に示すように、第１のサポートロール７の直径Ｄ１、第２のサポートロール８の直径Ｄ２、シンクロール６の直径Ｄ３、第１のサポートロール７の回転軸と第２のサポートロール８の回転軸との鉛直方向の距離Ｌ、及びシンクロール６の上端と第１のサポートロール７の下端との鉛直方向のロール間距離Ｌ_０は、式（１２）の条件を満たす必要がある。

式（１２）を変形すると、式（１３）のようになる。

次に、図３に示すように、シンクロール６と第１のサポートロール７が接触する条件は、式（１４）の条件で示される。

式（１４）の両辺を整理すると、式（１５）のようになる。

ここで、シンクロール６と第１のサポートロール７が接近しすぎると、鋼帯２と、シンクロール６及び第１のサポートロール７に囲まれる領域に循環流が生成し、ドロスが蓄積、成長し易くなる。このため、シンクロール６と、第１のサポートロール７は、一定の距離を確保する必要がある。本発明者らは、種々の条件で調査した結果、ドロス疵を防止するためには、接触条件となる式（１５）を基準として、上下方向にロール間距離Ｌ_０をさらに２００ｍｍ以上確保するのが好ましいことを確認した。したがって、シンクロール６の上端と、第１のサポートロール７とのロール間距離Ｌ０は、式（１６）の条件を満たす必要がある。

式（１２）に、式（１６）を満足する最小のロール間距離Ｌ_０を代入すると、式（１７）のようになる。

式（１７）より、第２のサポートロール８の直径Ｄ２は、式（１８）の範囲となる。

シンクロール６の直径Ｄ３の最大は、８００ｍｍであるから、シンクロール６の最大径に対する第２のサポートロール８の直径Ｄ２は、式（１９）の範囲となる。なお、式（１８）からわかるように、シンクロール６の直径Ｄ３が小さくなれば、第２のサポートロール８の取り得る直径Ｄ２の範囲は大きくなる。

以下、領域Ｅ１の範囲を規定する式（３）、式（５）、式（６）及び式（７）のそれぞれの意義について本実施形態と異なる各参考例を参照して説明する。

図４は、第１の参考例に係る連続溶融金属めっき装置１００の概略構成の一例を示す模式図である。連続溶融金属めっき装置１００における第１のサポートロール１０７の直径Ｄ１０１及び第２のサポートロール１０８の直径Ｄ１０２は、式（３）を満たさないような値に設定される。換言すると、第１の参考例では、第１のサポートロール１０７の直径Ｄ１０１及び第２のサポートロール１０８の直径Ｄ１０２は、図２に示すＤ１−Ｄ２平面における境界線Ｂ１より左側の領域の範囲内の値に設定される。

図４に示したように、第１の参考例では、図１に示した本実施形態に係る連続溶融金属めっき装置１と比較して、第１のサポートロール１０７の直径Ｄ１０１が小さい。第１のサポートロール１０７の直径Ｄ１０１が小さいほど、第１のサポートロール１０７と鋼帯２との接触面積が小さくなる。よって、第１のサポートロール１０７に掛かる回転トルクが低下する。それにより、第１のサポートロール１０７の回転不良が生じる場合がある。ゆえに、鋼帯２にスリ疵が生じ得る。

図５は、第２の参考例に係る連続溶融金属めっき装置２００の概略構成の一例を示す模式図である。連続溶融金属めっき装置２００における第１のサポートロール２０７の直径Ｄ２０１及び第２のサポートロール２０８の直径Ｄ２０２は、式（５）を満たさないような値に設定される。換言すると、第２の参考例では、第１のサポートロール２０７の直径Ｄ２０１及び第２のサポートロール２０８の直径Ｄ２０２は、図２に示すＤ１−Ｄ２平面における境界線Ｂ２より上側の領域の範囲内の値に設定される。

図５に示したように、第２の参考例では、図１に示した本実施形態に係る連続溶融金属めっき装置１と比較して、第２のサポートロール２０８の直径Ｄ２０２が大きい。第２のサポートロール２０８の直径Ｄ２０２が大きくなるほど、鋼帯２の幅方向の反りを矯正する効果が低減されるので、第１のサポートロール２０７を第２のサポートロール２０８側へ移動させる必要が生じる。ゆえに、第２の参考例では、図１に示した本実施形態に係る連続溶融金属めっき装置１と比較して、押し込み量Ｐ２００が多い。それにより、第１のサポートロール２０７又は第２のサポートロール２０８に付着したドロスが鋼帯２に転写されることによるロール疵が生じ得る。

図６は、第３の参考例に係る連続溶融金属めっき装置３００の概略構成の一例を示す模式図である。連続溶融金属めっき装置３００における第１のサポートロール３０７の直径Ｄ３０１及び第２のサポートロール３０８の直径Ｄ３０２は、式（６）を満たさないような値に設定される。換言すると、第３の参考例では、第１のサポートロール３０７の直径Ｄ３０１及び第２のサポートロール３０８の直径Ｄ３０２は、図２に示すＤ１−Ｄ２平面における境界線Ｂ３より下側の領域の範囲内の値に設定される。

図６に示したように、第３の参考例では、図１に示した本実施形態に係る連続溶融金属めっき装置１と比較して、第２のサポートロール３０８の直径Ｄ３０２が小さい。第２のサポートロール３０８の直径Ｄ３０２が小さくなるほど、鋼帯２の幅方向の反りを矯正する効果が増大されるので、第１のサポートロール３０７を第２のサポートロール３０８と逆側へ移動させる必要が生じる。ゆえに、第３の参考例では、図１に示した本実施形態に係る連続溶融金属めっき装置１と比較して、押し込み量Ｐ３００が少ない。それにより、第１のサポートロール３０７と鋼帯２の間にめっき浴３中に生成されたドロスが巻き込まれやすくなる。ゆえに、ドロスが鋼帯２に付着するドロス疵が生じ得る。

図７は、第４の参考例に係る連続溶融金属めっき装置４００の概略構成の一例を示す模式図である。連続溶融金属めっき装置４００における第１のサポートロール４０７の直径Ｄ４０１及び第２のサポートロール４０８の直径Ｄ４０２は、式（７）を満たさないような値に設定される。換言すると、第４の参考例では、第１のサポートロール４０７の直径Ｄ４０１及び第２のサポートロール４０８の直径Ｄ４０２は、図２に示すＤ１−Ｄ２平面における境界線Ｂ４より右上側の領域の範囲内の値に設定される。

図７に示したように、第４の参考例では、図１に示した本実施形態に係る連続溶融金属めっき装置１と比較して、第１のサポートロール４０７の直径Ｄ４０１及び第２のサポートロール４０８の直径Ｄ４０２が大きい。第１のサポートロール４０７及び第２のサポートロール４０８の寸法の増大に伴って、各ロール間の干渉を防止するために、シンクロール４０６の位置をめっき槽４の底部Ｆ４００へ近づく方向へ調整する必要が生じる。ゆえに、めっき槽４の底部Ｆ４００に堆積したドロスがシンクロール４０６の回転によって巻き上げられやすくなる。ゆえに、第１のサポートロール４０７又は第２のサポートロール４０８と鋼帯２の間にめっき浴３中に生成されたドロスが巻き込まれやすくなる。それにより、ドロスが鋼帯２に付着するドロス疵が生じ得る。

以上説明したように、本実施形態に係る連続溶融金属めっき装置１では、式（１）から式（４）の条件を満たすように第１のサポートロール７の直径Ｄ１、第２のサポートロール８の直径Ｄ２及び第１のサポートロール７の回転軸と第２のサポートロール８の回転軸との鉛直方向の距離Ｌが設定される。それにより、スリ疵、ロール疵、ドロス疵等のめっき鋼帯の表面の疵の発生を抑制することができる。ゆえに、めっき鋼帯の品質を向上させることが可能となる。

＜３．応用例＞
続いて、図８を参照して、第１のサポートロール７の鉛直方向の位置を調整可能な応用例について説明する。

図８は、応用例に係る連続溶融金属めっき装置１０の概略構成の一例を示す模式図である。図８では、主に第１のサポートロール７及び第２のサポートロール８の周囲の構成が示されている。応用例に係る連続溶融金属めっき装置１０は、図１に示した本実施形態に係る連続溶融金属めっき装置１と異なり、第１のサポートロール７の鉛直方向の位置を調整可能な調整部を備える。

調整部の機能は、例えば、図８に示した第１のサポートロール７を把持するアーム２０及びアーム２０を駆動する図示しない駆動装置によって実現されてもよい。第１のサポートロール７は、アーム２０の下部に、回転自在に固定される。アーム２０の上部は、めっき浴３の浴面から上方へ突出し、めっき浴３の外部の図示しない駆動装置と接続される。アーム２０は、当該駆動装置によって、鉛直方向に移動可能となっており、アーム２０の鉛直方向の位置を調整することにより、第１のサポートロール７の鉛直方向の位置を調整することができる。なお、アーム２０は、当該駆動装置によって、水平方向に移動可能であってもよい。

応用例に係る調整部によれば、第１のサポートロール７の鉛直方向の位置を調整することによって、第１のサポートロール７の回転軸と第２のサポートロール８の回転軸との鉛直方向の距離Ｌを調整することができる。例えば、図８に示したように、アーム２０が可動域内における最下部に位置する場合に、距離Ｌは最大値Ｌｍａｘとなる。一方、アーム２０が可動域内における最上部に位置する場合に、距離Ｌは最小値Ｌｍｉｎとなる。この場合には、距離Ｌは、ＬｍｉｎからＬｍａｘの範囲内で調整可能となる。ゆえに、Ｌｍｉｎ及びＬｍａｘを適切に設定することによって、第１のサポートロール７の直径Ｄ１、第２のサポートロール８の直径Ｄ２及び第１のサポートロール７の回転軸と第２のサポートロール８の回転軸との鉛直方向の距離Ｌが、式（１）から式（４）の条件を満たすように、第１のサポートロール７の鉛直方向の位置を予め調整することができる。

上記構成の応用例に係る連続溶融金属めっき装置１０を用いた連続溶融金属めっき方法について説明する。当該連続溶融金属めっき方法は、第１のサポートロール７の鉛直方向の位置を予め調整する工程と、シンクロール６により鋼帯２の搬送方向を上方へ変更する工程と、第１のサポートロール７と、第２のサポートロール８との間に挟みながら鋼帯２を通過させる工程と、を含む。第１のサポートロール７の鉛直方向の位置を予め調整する工程は、直径Ｄ１、直径Ｄ２及び距離Ｌが、式（１）から式（４）の条件を満たすように、第１のサポートロール７の鉛直方向の位置を予め調整する工程である。当該連続溶融金属めっき方法によれば、摩耗や再研磨加工によって第１のサポートロール７及び第２のサポートロール８の少なくとも一方の直径が減少した場合であっても、式（１）から式（４）の条件を満たすような直径Ｄ１、直径Ｄ２及び距離Ｌの関係性を維持することができる。この場合、制御装置を用いて、第１のサポートロール７及び第２のサポートロール８の直径の減少量に応じて、式（１）から式（４）の条件を満たすような直径Ｄ１、直径Ｄ２及び距離Ｌの位置に、アーム２０を位置制御するのが好ましい。

本発明の効果を確認するために、第１のサポートロール７の直径Ｄ１及び第２のサポートロール８の直径Ｄ２に各種設定値を適用した場合の、連続溶融金属めっき試験後のめっき鋼帯の表面の疵について評価を行った。当該評価におけるめっき試験では、鋼帯２の搬送速度を１８０ｍ／分とし、めっき浴３をなす溶融金属として溶融亜鉛を用い、鋼帯２として板厚が０．６ｍｍ以上、０．７ｍｍ以下であり板幅が９５０ｍｍ以上、１８２０ｍｍ以下である炭素含有量０．６％以下の冷間圧延炭素鋼のコイルを用いた。

当該評価では、上記試験条件で８０本のコイルについて連続溶融めっきを行い、めっき鋼帯の表面の疵として、スリ疵、ロール疵及びドロス疵のそれぞれについて目視により評価した。スリ疵については、８０本のコイルのうちめっき鋼帯にスリ疵が形成されたコイルの割合が３％未満である場合を合格とし、当該割合が３％以上である場合を不合格として評価した。ロール疵については、８０本のコイルのうちめっき鋼帯にロール疵が形成されたコイルの割合が３％未満である場合を合格とし、当該割合が３％以上である場合を不合格として評価した。ドロス疵については、８０本のコイルのうちめっき鋼帯にドロス疵が形成されたコイルの割合が３％未満である場合を合格とし、当該割合が３％以上である場合を不合格として評価した。なお、後述する各疵についての評価結果を示す表において、各疵について、疵が形成されたコイルの割合が１．５％未満である場合をＡによって示し、疵が形成されたコイルの割合が１．５％以上３％未満である場合をＢによって示し、疵が形成されたコイルの割合が３％以上である場合をＣによって示す。Ａ及びＢが合格評価に相当し、Ｃが不合格評価に相当する。

また、以下の各実施例及び各比較例では、目付量が均一となるように押し込み量Ｐ１を設定した。なお、目付量の均一性は、走行中のめっき鋼帯にγ線を照射し、受光される蛍光Ｘ線の強度を検出することによって、幅方向のめっき付着量を測定することにより評価を行った。

まず、距離Ｌを２００ｍｍに設定し、第１のサポートロール７の直径Ｄ１及び第２のサポートロール８の直径Ｄ２に各種設定値を適用した実施例１から実施例８及び比較例１から比較例８における、めっき鋼帯の表面の疵についての評価結果を下記の表１に示す。

図９では、Ｄ１−Ｄ２平面において、実施例１から実施例８の直径Ｄ１及び直径Ｄ２の設定値にそれぞれ対応するドットＪ１からドットＪ８並びに比較例１から比較例８の直径Ｄ１及び直径Ｄ２の設定値にそれぞれ対応するドットＫ１からドットＫ８が示されている。また、図９では、距離Ｌが２００ｍｍに設定される場合において式（８）から式（１１）により表される境界線Ｂ１０１から境界線Ｂ１０４が示されている。

図９に示すように、実施例１から実施例８の直径Ｄ１及び直径Ｄ２の設定値にそれぞれ対応するドットＪ１からドットＪ８は、Ｄ１−Ｄ２平面において境界線Ｂ１０１から境界線Ｂ１０４によって囲まれる領域Ｅ１０１内に位置する。ゆえに、実施例１から実施例８では、直径Ｄ１及び直径Ｄ２が領域Ｅ１０１の範囲内において設定されるので、直径Ｄ１、直径Ｄ２及び距離Ｌは式（１）から式（４）の条件を満たす。このような実施例１から実施例８では、表１に示したように、スリ疵、ロール疵及びドロス疵の全てについて合格評価がなされており、スリ疵、ロール疵及びドロス疵の発生が抑制されることが確認された。

一方、図９に示すように、比較例１から比較例８の直径Ｄ１及び直径Ｄ２の設定値にそれぞれ対応するドットＫ１からドットＫ８は、領域Ｅ１０１の外側に位置する。ゆえに、比較例１から比較例８では、直径Ｄ１及び直径Ｄ２が領域Ｅ１０１の範囲外において設定されるので、直径Ｄ１、直径Ｄ２及び距離Ｌは式（１）から式（４）の条件を満たさない。

比較例１及び比較例２では、表１に示したように、スリ疵について不合格評価がなされており、スリ疵が多く発生したことが確認された。比較例１及び比較例２のそれぞれの直径Ｄ１及び直径Ｄ２の設定値に対応するドットＫ１及びドットＫ２は、境界線Ｂ１０１の左側の領域に位置する。ゆえに、図４を参照して説明したように、第１のサポートロール７の回転不良が生じたことによって、鋼帯２にスリ疵が発生したと考えられる。

比較例３及び比較例４では、表１に示したように、ロール疵について不合格評価がなされており、ロール疵が多く発生したことが確認された。比較例３及び比較例４のそれぞれの直径Ｄ１及び直径Ｄ２の設定値に対応するドットＫ３及びドットＫ４は、境界線Ｂ１０２の上側の領域に位置する。ゆえに、図５を参照して説明したように、第１のサポートロール７又は第２のサポートロール８に付着したドロスが鋼帯２に転写されることによって、ロール疵が生じたと考えられる。

比較例５及び比較例６では、表１に示したように、ドロス疵について不合格評価がなされており、ドロス疵が多く発生したことが確認された。比較例５及び比較例６のそれぞれの直径Ｄ１及び直径Ｄ２の設定値に対応するドットＫ５及びドットＫ６は、境界線Ｂ１０３の下側の領域に位置する。ゆえに、図６を参照して説明したように、第１のサポートロール７と鋼帯２の間にドロスが巻き込まれたことによって、ドロス疵が生じたと考えられる。

比較例７及び比較例８では、表１に示したように、ドロス疵について不合格評価がなされており、ドロス疵が多く発生したことが確認された。比較例７及び比較例８のそれぞれの直径Ｄ１及び直径Ｄ２の設定値に対応するドットＫ７及びドットＫ８は、境界線Ｂ１０４の右上側の領域に位置する。ゆえに、図７を参照して説明したように、第１のサポートロール７又は第２のサポートロール８と鋼帯２の間にドロスが巻き込まれたことによって、ドロス疵が生じたと考えられる。

続いて、距離Ｌを３００ｍｍに設定し、第１のサポートロール７の直径Ｄ１及び第２のサポートロール８の直径Ｄ２に各種設定値を適用した実施例９から実施例１６及び比較例９から比較例１６における、めっき鋼帯の表面の疵についての評価結果を下記の表２に示す。

図１０では、Ｄ１−Ｄ２平面において、実施例９から実施例１６の直径Ｄ１及び直径Ｄ２の設定値にそれぞれ対応するドットＪ９からドットＪ１６並びに比較例９から比較例１６の直径Ｄ１及び直径Ｄ２の設定値にそれぞれ対応するドットＫ９からドットＫ１６が示されている。また、図１０では、距離Ｌが３００ｍｍに設定される場合において式（８）から式（１１）により表される境界線Ｂ２０１から境界線Ｂ２０４が示されている。

図１０に示すように、実施例９から実施例１６の直径Ｄ１及び直径Ｄ２の設定値にそれぞれ対応するドットＪ９からドットＪ１６は、Ｄ１−Ｄ２平面において境界線Ｂ２０１から境界線Ｂ２０４によって囲まれる領域Ｅ２０１内に位置する。ゆえに、実施例９から実施例１６では、直径Ｄ１及び直径Ｄ２が領域Ｅ２０１の範囲内において設定されるので、直径Ｄ１、直径Ｄ２及び距離Ｌは式（１）から式（４）の条件を満たす。このような実施例９から実施例１６では、表２に示したように、スリ疵、ロール疵及びドロス疵の全てについて合格評価がなされており、スリ疵、ロール疵及びドロス疵の発生が抑制されることが確認された。

一方、図１０に示すように、比較例９から比較例１６の直径Ｄ１及び直径Ｄ２の設定値にそれぞれ対応するドットＫ９からドットＫ１６は、領域Ｅ２０１の外側に位置する。ゆえに、比較例９から比較例１６では、直径Ｄ１及び直径Ｄ２が領域Ｅ２０１の範囲外において設定されるので、直径Ｄ１、直径Ｄ２及び距離Ｌは式（１）から式（４）の条件を満たさない。

比較例９から比較例１６では、比較例１から比較例８と同様に、表２に示したように、スリ疵、ロール疵及びドロス疵のうち少なくとも１つについて不合格評価がなされており、スリ疵、ロール疵及びドロス疵のうち少なくとも１つの疵が多く発生したことが確認された。具体的には、比較例９及び比較例１０では、表２に示したように、スリ疵について不合格評価がなされており、スリ疵が多く発生したことが確認された。また、比較例１１では、表２に示したように、スリ疵及びロール疵について不合格評価がなされており、スリ疵及びロール疵が多く発生したことが確認された。また、比較例１２では、表２に示したように、ロール疵について不合格評価がなされており、ロール疵が多く発生したことが確認された。また、比較例１３から比較例１６では、表２に示したように、ドロス疵について不合格評価がなされており、ドロス疵が多く発生したことが確認された。

当該結果から、第１のサポートロール７の直径Ｄ１、第２のサポートロール８の直径Ｄ２及び第１のサポートロール７の回転軸と第２のサポートロール８の回転軸との鉛直方向の距離Ｌが、式（１）から式（４）の条件を満たすように設定されることによって、めっき鋼帯の表面の疵の発生を抑制することが可能であることが確認された。ゆえに、本実施形態に係る連続溶融金属めっき装置１によれば、めっき鋼帯の品質を向上させることが可能となる。

＜４．まとめ＞
以上説明したように、本実施形態によれば、第１のサポートロール７の直径Ｄ１、第２のサポートロール８の直径Ｄ２及び第１のサポートロール７の回転軸と第２のサポートロール８の回転軸との鉛直方向の距離Ｌが、式（１）から式（４）の条件を満たすように設定される。それにより、めっき鋼帯の表面の疵の発生を抑制することができる。ゆえに、めっき鋼帯の品質を向上させることが可能となる。

上記では、第１のサポートロール７の水平方向の位置を調整することによって、押し込み量Ｐ１を調整する例について説明したが、本発明の技術的範囲は係る例に限定されない。例えば、第１のサポートロール７に対する第２のサポートロール８の水平方向の位置を調整することによって、押し込み量Ｐ１を調整してもよい。なお、その場合には、ガスワイピングノズル９と第２のサポートロール８の水平方向の位置関係を維持するように、ガスワイピングノズル９の水平方向の位置を調整する必要がある。

また、上記では、調整部がアーム２０及びアーム２０を駆動する駆動装置によって実現される例について説明したが、本発明の技術的範囲は係る例に限定されない。調整部は、第１のサポートロール７の鉛直方向の位置を調整可能であれば、他の構成であってもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は応用例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１、１０、１００、２００、３００、４００ 連続溶融金属めっき装置
２ 鋼帯
３ めっき浴
４ めっき槽
５ スナウト
６、４０６ シンクロール
７、１０７、２０７、３０７、４０７ 第１のサポートロール
８、１０８、２０８、３０８、４０８ 第２のサポートロール
９ ガスワイピングノズル
２０ アーム

Claims (3)

1. めっき浴内に設けられ、鋼帯の搬送方向を上方へ変更するシンクロールと、
   前記めっき浴内において、前記シンクロールより上方に位置し、前記シンクロールと接する前記鋼帯の面と接する第１のサポートロールと、
   前記めっき浴内において、前記第１のサポートロールより上方に位置し、前記シンクロールと接する前記鋼帯の面と逆の面と接する第２のサポートロールと、
   を備え、
   前記第１のサポートロールの直径、前記第２のサポートロールの直径及び前記第１のサポートロールの回転軸と前記第２のサポートロールの回転軸との鉛直方向の距離が、下記式（１）から式（４）の条件を満たし、前記第１のサポートロールの下端と前記シンクロールの上端との間隔が、２００ｍｍ以上離れている、連続溶融金属めっき装置。
   

   

   ただし、
   Ｄ１：前記第１のサポートロールの直径（ｍｍ）
   Ｄ２：前記第２のサポートロールの直径（ｍｍ）
   Ｌ：前記第１のサポートロールの回転軸と前記第２のサポートロールの回転軸との鉛直方向の距離（ｍｍ）。
2. 前記第１のサポートロールの鉛直方向の位置を調整可能な調整部を備える、請求項１に記載の連続溶融金属めっき装置。
3. めっき浴内に設けられるシンクロールにより、鋼帯の搬送方向を上方へ変更する工程と、
   前記めっき浴内において、前記シンクロールより上方に位置し、前記シンクロールと接する前記鋼帯の面と接する第１のサポートロールと、前記めっき浴内において、前記第１のサポートロールより上方に位置し、前記シンクロールと接する前記鋼帯の面と逆の面と接する第２のサポートロールとの間に挟みながら前記鋼帯を通過させる工程と、
   を含み、
   前記第１のサポートロールの直径、前記第２のサポートロールの直径及び前記第１のサポートロールの回転軸と前記第２のサポートロールの回転軸との鉛直方向の距離が、下記式（１）から式（４）の条件を満たすように、前記第１のサポートロールの鉛直方向の位置を予め調整し、前記第１のサポートロールの下端と前記シンクロールの上端との間隔を、２００ｍｍ以上離す工程を含む、
   連続溶融金属めっき方法。
   

   

   ただし、
   Ｄ１：前記第１のサポートロールの直径（ｍｍ）
   Ｄ２：前記第２のサポートロールの直径（ｍｍ）
   Ｌ：前記第１のサポートロールの回転軸と前記第２のサポートロールの回転軸との鉛直方向の距離（ｍｍ）。

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