JP6396971B2 - 溶融めっき設備 - Google Patents

Description

本発明は、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溶融めっき設備に関する。

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、シールボックス内に不活性ガスを供給することで、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。

特許第４９８８０４５号公報

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り、この上部開口から外気が進入する虞がある。上部開口をできるだけ狭くするために、金属帯の幅に応じて人手により上部開口に板材を被せるということも考えられるが、金属帯の幅が頻繁に変わる場合等に適切に上部開口の開口幅を調整することが難しい。

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、金属帯が通されるシールボックスの上部開口の開口幅をより適切に調整でき、シールボックス内の酸素濃度をより確実に低く抑えることが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、Ｍｇ含有の溶融金属が貯められた溶融金属槽から引き上げられた金属帯の周囲を囲むように配置されるとともに、金属帯が通される上部開口が設けられたシールボックスと、溶融金属槽の上方において金属帯の幅方向に互いに離間して金属帯の幅方向両側に配置され、金属帯の幅方向に変位可能にそれぞれ設けられた第１及び第２可動体とを備え、第１及び第２可動体は、溶融金属槽の上方に配置され、金属帯のエッジを検出するためのエッジセンサと、エッジセンサの出力に基づき制御される駆動部と、開口幅調整プレートとをそれぞれ有し、駆動部の駆動力によりエッジの位置に追従するように第１及び第２可動体がそれぞれ変位されることで、エッジの位置に応じて上部開口の開口幅が開口幅調整プレートによって調整されるように構成されている。

本発明の溶融めっき設備によれば、駆動部の駆動力によりエッジの位置に追従するように開口幅調整プレートが変位されることで、エッジの位置に応じて上部開口の開口幅が開口幅調整プレートによって調整されるように構成されているので、金属帯が通されるシールボックスの上部開口の開口幅をより適切に調整でき、シールボックス内の酸素濃度をより確実に低く抑えることができる。

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。 図１のシールボックスを示す平面図である。 図１のワイピングガスノズルの内部の構成を示す説明図である。

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説明図であり、図２は図１のシールボックス１を示す平面図であり、図３は図１のワイピングガスノズル２の内部の構成を示す説明図である。図１に示すように、溶融めっき設備には、シールボックス１、ワイピングガスノズル２、ガイドロッド３並びに第１及び第２可動体４Ａ，４Ｂが設けられている。

シールボックス１は、Ｍｇ含有の溶融金属が貯められた溶融金属槽（図示せず）から引き上げられた金属帯５の周囲を囲むように配置された箱体である。金属帯５の表面に付着した溶融金属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１には、シールボックス１内の酸素濃度を低くするために不活性ガスが供給されている。不活性ガスは、後述のワイピングガスノズル２を通してシールボックス１に供給されてもよいし、シールボックス１に接続された流路を通してシールボックス１に直接的に供給されてもよい。図示はしないが、シールボックス１の下部は溶融金属槽の溶融金属に浸漬されており、シールボックス１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１には上部開口１ａが設けられており、この上部開口１ａを通して金属帯５がシールボックス１の上方へと引き上げられる。上部開口１ａからシールボックス１内に外気が進入するとシールボックス１内の酸素濃度が上昇してしまうため、シールボックス１内への不活性ガスの供給によりシールボックス１内の圧力は大気圧よりも高く維持されることが好ましい。

ワイピングガスノズル２は、シールボックス１内で溶融金属槽の上方に配置されている。図２に表れているように、ワイピングガスノズル２は、金属帯５を間に挟むように互いに対向して配置されており、金属帯５の表裏両側から金属帯５の表面に不活性ガスを吹き付ける。金属帯５の表面に不活性ガスが吹き付けられることで、金属帯５の表面における溶融金属の付着量が調整される。

ガイドロッド３は、金属帯５の幅方向５ａに延在された長手状の部材である。第１及び第２可動体４Ａ，４Ｂは、金属帯５の幅方向両側に互いに離間して配置されており、ガイドロッド３に案内されて金属帯５の幅方向５ａに変位可能にそれぞれ設けられている。第１可動体４Ａは全体として一体に変位される。同様に、第２可動体４Ｂは全体として一体に変位される。

第１及び第２可動体４Ａ，４Ｂには、エッジセンサ４０、駆動部４１、開口幅調整プレート４２、補助ノズル４３、バッフルプレート４４及び内部幅調整部材４５がそれぞれ設けられている。

エッジセンサ４０は、溶融金属槽の上方に配置されており、溶融金属槽から引き上げられた金属帯５のエッジ５ｂ（金属帯５の幅方向の端部）を検出するためのセンサである。エッジセンサ４０としては、例えば金属帯５が間に位置するように互いに対向して配置された発光部及び受光部を有する光学式センサ等を用いることができる。

駆動部４１は、例えばシリンダーやスライドベース等により構成されるものである。この駆動部４１はガイドロッド３に係合されており、駆動部４１の駆動力によって第１及び第２可動体４Ａ，４Ｂがガイドロッド３に沿って変位される。駆動部４１の動作は、エッジセンサ４０の出力に基づき制御される。具体的には、駆動部４１は、エッジセンサ４０が金属帯５のエッジ５ｂを検出し続けるように金属帯５の幅方向に第１及び第２可動体４Ａ，４Ｂを変位させる。すなわち、駆動部４１は、金属帯５のエッジ５ｂの位置に第１及び第２可動体４Ａ，４Ｂを追従させる。

開口幅調整プレート４２は、上部開口１ａの近傍に位置するように各可動体４Ａ，４Ｂの上部に設けられた板体である。上部開口１ａの近傍とは、開口幅調整プレート４２の少なくとも一部が上部開口１ａに重ねられているときに、その重ねられた位置において上部開口１ａを通過するガス流の速度を、開口幅調整プレート４２が上部開口１ａに重ねられていない位置におけるガス流の速度よりも小さくできる位置を意味する。

すなわち、本実施の形態の溶融メッキ設備では、駆動部４１の駆動力によりエッジ５ｂの位置に追従するように開口幅調整プレート４２（第１及び第２可動体４Ａ，４Ｂ）が変位されることで、エッジ５ｂの位置に応じて上部開口１ａの開口幅が開口幅調整プレート４２によって調整されるように構成されている。これにより、金属帯５が通されるシールボックス１の上部開口１ａの開口幅をより適切に調整でき、シールボックス１内の酸素濃度をより確実に低く抑えることができる。従って、めっき金属帯の外観異常の発生をより確実に抑えることができる。また、シールボックス１への不活性ガスの供給量を抑えることができ、めっき金属帯の製造コストを低減できる。

図２に表れているように、金属帯５の板厚方向５ｃに関する開口幅調整プレート４２の幅は、その板厚方向５ｃに関する上部開口１ａの幅よりも広くされている。金属帯５の幅方向５ａに関する開口幅調整プレート４２の幅は、溶融めっき設備に用いられる金属帯５の幅に応じて決定できる。具体的には、各可動体４Ａ，４Ｂが最も外側に位置された際に、最も幅が広い金属帯５のエッジ５ｂに開口幅調整プレート４２の内端が接触しない幅であって、最も幅が狭い金属帯５のエッジ５ｂの近傍まで開口幅調整プレート４２の内端を近づけた際に開口幅調整プレート４２の外端が金属帯５の幅方向に関して上部開口１ａの外縁よりも外側に位置する幅とすることができる。

補助ノズル４３は、シールボックス１内のワイピングガスノズル２の上部に配置されている。また、図２に表れているように、各可動体４Ａ，４Ｂの補助ノズル４３は、金属帯５が間に位置するように互いに対向して配置されている。金属帯５が間に位置するようにワイピングガスノズル２が互いに対向して配置されているため、ワイピングガスノズル２から吹き出される不活性ガス（ワイピングガス）は金属帯５の幅方向外側において互いに衝突する。このため、金属帯５のエッジ部分ではワイピングガスによる溶融金属の絞り性が悪くなり、エッジ部分のめっき付着量が増加することがある。補助ノズル４３から金属帯５のエッジ部分に不活性ガスがさらに吹き付けられることで、エッジ部分のめっき付着量の増加が抑えられる。なお、補助ノズル４３は、ワイピングガスノズル２の下部に配置されていてもよく、ワイピングガスノズル２の上部及び下部の両方に配置されていてもよい。

バッフルプレート４４は、ワイピングガスノズル２間に挿入される板体である。バッフルプレート４４がワイピングガスノズル２間に挿入されることで、金属帯５の幅方向外側におけるワイピングガスの流れが整えられる。

内部幅調整部材４５は、ワイピングガスノズル２の内部に設けられた板体であり、図３に示すようにワイピングガスノズル２の吹出口２ａの幅を調整するものである。なお、図３において上方に向けて延びる複数の矢印はワイピングガスを表している。

本実施の形態の開口幅調整プレート４２は、駆動部４１の駆動力により、補助ノズル４３、バッフルプレート４４及び内部幅調整部材４５と一体に変位される。換言すると、補助ノズル４３、バッフルプレート４４及び内部幅調整部材４５の変位機構が開口幅調整プレート４２の変位機構を兼ねている。このように構成することで、シールボックス１内の限られたスペースで本実施の形態のような開口幅調整プレート４２をより確実に実装できる。

このような溶融めっき設備では、駆動部４１の駆動力によりエッジ５ｂの位置に追従するように開口幅調整プレート４２が変位されることで、エッジ５ｂの位置に応じて上部開口１ａの開口幅が開口幅調整プレート４２によって調整されるように構成されているので、金属帯５が通されるシールボックス１の上部開口１ａの開口幅をより適切に調整でき、シールボックス１内の酸素濃度をより確実に低く抑えることができる。従って、めっき金属帯の外観異常の発生をより確実に抑えることができる。また、シールボックス１への不活性ガスの供給量を抑えることができ、めっき金属帯の製造コストを低減できる。

また、開口幅調整プレート４２が補助ノズル４３、バッフルプレート４４及び内部幅調整部材４５と一体に変位されるので、シールボックス１内の限られたスペースで開口幅調整プレート４２をより確実に実装できる。

なお、実施の形態では、開口幅調整プレート４２が補助ノズル４３、バッフルプレート４４及び内部幅調整部材４５のすべてと一体に変位されるように説明したが、開口幅調整プレートは、単独で変位されてもよいし、補助ノズル、バッフルプレート及び内部幅調整部材のいずれか１つ又は２つと一体に変位されてもよい。また、補助ノズル、バッフルプレート及び内部幅調整部材の少なくとも１つが溶融めっき設備から省略されていてもよい。

１ シールボックス
１ａ 上部開口
２ ワイピングガスノズル
２ａ 吹出口
５ 金属帯
４０ エッジセンサ
４１ 駆動部
４２ 開口幅調整プレート
４３ 補助ノズル
４４ バッフルプレート
４５ 内部幅調整部材

Claims (5)

1. Ｍｇ含有の溶融金属が貯められた溶融金属槽から引き上げられた金属帯の周囲を囲むように配置されるとともに、前記金属帯が通される上部開口が設けられたシールボックスと、
   前記溶融金属槽の上方において前記金属帯の幅方向に互いに離間して前記金属帯の幅方向両側に配置され、前記金属帯の幅方向に変位可能にそれぞれ設けられた第１及び第２可動体と
   を備え、
   前記第１及び第２可動体は、
   前記溶融金属槽の上方に配置され、前記金属帯のエッジを検出するためのエッジセンサと、
   前記エッジセンサの出力に基づき制御される駆動部と、
   開口幅調整プレートと
   をそれぞれ有し、
   前記駆動部の駆動力により前記エッジの位置に追従するように前記第１及び第２可動体がそれぞれ変位されることで、前記エッジの位置に応じて前記上部開口の開口幅が前記開口幅調整プレートによって調整されるように構成されている
   溶融めっき設備。
2. 前記第１及び第２可動体のそれぞれで、前記開口幅調整プレートが前記エッジセンサと一体に変位され、
   前記第１及び第２可動体の前記エッジセンサと前記開口幅調整プレートとは、前記シールボックス内に配置されている
   請求項１に記載の溶融めっき設備。
3. 前記第１及び第２可動体は、
   前記シールボックス内のワイピングガスノズルの上部及び下部の少なくとも一方において前記金属帯の幅方向両側に配置された補助ノズル
   をさらに有し、
   前記第１及び第２可動体のそれぞれで、前記開口幅調整プレートが前記補助ノズルと一体に変位される
   請求項１又は請求項２に記載の溶融めっき設備。
4. 前記第１及び第２可動体は、
   前記金属帯の幅方向両側に配置されるとともに、前記シールボックス内のワイピングガスノズルの間に位置されたバッフルプレート
   をさらに有し、
   前記第１及び第２可動体のそれぞれで、前記開口幅調整プレートが前記バッフルプレートと一体に変位される
   請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の溶融めっき設備。
5. 前記第１及び第２可動体は、
   前記シールボックス内のワイピングガスノズルの内部において前記ワイピングガスノズルの吹出口の幅を調整する内部幅調整部材
   をさらに有し、
   前記第１及び第２可動体のそれぞれで、前記開口幅調整プレートが前記内部幅調整部材と一体に変位される
   請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の溶融めっき設備。

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