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、上下一対のサポートロール7,8と、ガスワイピングノズル10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の一例である。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、サポートロール7,8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。
サポートロール7,8は、めっき浴3中のシンクロール6の上方に配設され、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る鋼帯2を左右両側から挟み込む。サポートロール7,8は、引き上げられる鋼帯2の振動を抑制する。サポートロール7,8は、対にせずに1つだけであってもよいし、3つ以上設けられてもよい。あるいは、サポートロール7,8の配置が省略されていてもよい。トップロール9は、めっき浴3の上方であって、シンクロール6の上方に配設される。トップロール9は、めっき浴3から鉛直方向上方に引き上げられ、溶融金属の目付量が調整された鋼帯2の搬送方向を、搬出方向へ変更する。
ガスワイピングノズル10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等のガスを噴射する。ガスワイピングノズル10には、図示しないコンプレッサ等によって圧縮されたガスが導入される。ガスワイピングノズル10は、鋼帯2の厚み方向の両側に配置され、サポートロール7,8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。係るガスワイピングノズル10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節される。
具体的には、ガスワイピングノズル10の各々の内部には、ガスが導入されるノズル室が形成され、ガスワイピングノズル10の各々の鋼帯2側の端部である先端部には、鋼帯2の幅方向に延在するスリットが形成されている。ノズル室に導入されたガスは、スリットから噴射され、鋼帯2へ吹き付けられる。このように、スリットが、ノズル室から噴射されるガスの噴射口として機能する。
本実施形態に係るガスワイピングノズル10では、上下方向に互いに対向して設けられる一対のリップ部の間に、一方のリップ部の鋼帯2側の端部と当該端部の長手方向に沿って当接する当接部材が設けられ、当該当接部材によってスリットが幅方向に画成される。それにより、ガスワイピングノズル10の設備コストを低減することが可能となる。このようなガスワイピングノズル10の詳細については、後述する。
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、サポートロール7,8の間を通過して上昇し、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10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節される。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。
<2.参考例に係るガスワイピングノズル>
続いて、本実施形態に係るガスワイピングノズル10の詳細な説明に先立って、図2〜図4を参照して、参考例に係るガスワイピングノズル90について説明する。
図2は、参考例に係るガスワイピングノズル90の一例を示す斜視図である。図3は、参考例に係るガスワイピングノズル90の一例を示す分解斜視図である。図4は、参考例に係るガスワイピングノズル90の一例を示す断面図である。具体的には、図4は、図2に示したA−A断面についての断面図である。A−A断面は、ガスワイピングノズル90のスリット960の長手方向に直交する断面である。なお、ガスワイピングノズル90は、本実施形態に係るガスワイピングノズル10と同様に、鋼帯2の厚み方向の両側に一対配置されるが、図2〜図4では、その一方について図示されており、他方についての図示は省略されている。また、図2及び図3では、後述するボルト981,982及びナット985,986の図示は省略されている。また、以下では、鋼帯2側を先端側として説明する。
参考例に係るガスワイピングノズル90は、例えば、図2〜図4に示すように、上下方向に互いに対向して設けられる上リップ部910及び下リップ部920と、当該上リップ部910と当該下リップ部920との間に挟まれるシム930と、上リップ部910の鋼帯2側の端部である先端部911及び下リップ部920の鋼帯2側の端部である先端部921の内側に形成されるスリット960と、を含んで構成される。
上リップ部910及び下リップ部920は、図4に示すように、互いに対向して設けられ、内側にノズル室991及びガスヘッダ室992を形成する。ノズル室991及びガスヘッダ室992は、上リップ部910及び下リップ部920によって、ガスワイピングノズル90における先端側及び後端側にそれぞれ形成され、上リップ部910及び下リップ部920にそれぞれ設けられた連通孔913,923によって互いに連通される。ガスヘッダ室992へ外部からガスが導入され、当該ガスは連通孔913,923を介してノズル室991へ導入されるように構成される。
また、上リップ部910及び下リップ部920は、上下方向にシム930を挟んだ状態で固定される。上リップ部910、下リップ部920、及びシム930は、例えば、上下方向にボルト981,982及びナット985,986によるネジ締結によって、互いに固定される。具体的には、上リップ部910、下リップ部920、及びシム930は、ガスワイピングノズル90におけるガスヘッダ室992より後端側の位置において、上下方向にボルト982及びナット986によって固定される。また、上リップ部910、下リップ部920、及びシム930は、ガスワイピングノズル90におけるノズル室991とガスヘッダ室992との間の位置において、上下方向にボルト981及びナット985によって固定される。
シム930は、各リップ部における先端部の中央側を除いた部分と当接する。具体的には、シム930は、上リップ部910における先端部911の中央側を除いた部分と当接し、下リップ部920における先端部921の中央側を除いた部分と当接する。それにより、上リップ部910の先端部911と下リップ部920の先端部921との間にシム930の厚さに応じた隙間を設けることができる。ゆえに、上リップ部910の先端部911及び下リップ部920の先端部921の内側に、図2及び図4に示すように、ノズル室991から噴射されるガスの噴出口としてスリット960が形成される。スリット960は、具体的には、鋼帯2の幅方向に延在する。
参考例に係るスリット960は、図4に示すように、上リップ部910の先端部911及び下リップ部920の先端部921によって幅方向に画成される。また、シム930は、図3に示すように、鋼帯2の幅方向についての両端側において、それぞれ後端側から先端側へ延在する一対の側方延在部933を有する。それにより、スリット960は、当該一対の側方延在部933の先端部によって長手方向に画成される。
スリット960は、具体的には、鋼帯2に対するガスの衝突圧力を効果的に増大させるために、スリットギャップが出口側である先端側において出口に向かうにつれて拡がったラバール形状を有する。例えば、各リップ部のスリット960を画成する部分における先端側には、先端側からノズル室991へ向けて内側へ傾斜する傾斜部が設けられる。具体的には、図4に示すように、上リップ部910のスリット960を画成する部分である先端部911の下部における先端側には、先端側からノズル室991へ向けて下方へ傾斜する傾斜部915が設けられる。また、下リップ部920のスリット960を画成する部分である先端部921の上部における先端側には、先端側からノズル室991へ向けて上方へ傾斜する傾斜部925が設けられる。それにより、スリット960の形状をラバール形状にすることができる。
上リップ部910の先端部911と下リップ部920の先端部921の形状は、例えば、互いに上下対称である。その場合、スリット960において出口に向かうにつれて拡がった部分の形状は上下対称となる。
スリット960の入口側である後端側の形状は、具体的には、基本的にスリットギャップが略一定である直線形状となっている。より具体的には、上リップ部910の先端部911の下部における後端側及び下リップ部920の先端部921の上部における後端側は、基本的に互いに略平行となっている。スリット960の形状をラバール形状にすることによって、出口におけるスリットギャップW2を入口におけるスリットギャップW1と比較して拡大することができる。スリット960において出口に向かうにつれて拡がった部分の形状は、例えば、出口におけるスリットギャップW2、入口におけるスリットギャップW1、及び先端側からノズル室991側へ向かう方向についての各傾斜部の長さL1によって規定される。なお、先端側からノズル室991側へ向かう方向は、スリット960の幅方向に直交する方向である。
ここで、上述したように、目付量を所望の値に近づけるために、スリット960の形状を最適化する必要が生じ得る。具体的には、スリット960において出口に向かうにつれて拡がった部分の形状を最適化する必要が生じ得る。参考例に係るガスワイピングノズル90では、スリット960は上リップ部910の先端部911及び下リップ部920の先端部921によって幅方向に画成される。ゆえに、スリット960の形状を調整するために、各リップ部を当該各リップ部と異なる形状を有する他のリップ部と付け替える必要が生じ得る。
リップ部の付け替えを行うことにより、具体的には、出口におけるスリットギャップW2、入口におけるスリットギャップW1、及び先端側からノズル室991側へ向かう方向についての各傾斜部の長さL1の各々が調整されることによって、スリット960の形状が調整される。このように、参考例では、スリット960の形状を最適化するためにリップ部の付け替えを行う必要が生じ得るので、ガスワイピングノズル90の設備コストが増大し得る。
<3.本実施形態に係るガスワイピングノズル>
続いて、図5〜図7を参照して、本実施形態に係るガスワイピングノズル10について説明する。
図5は、本実施形態に係るガスワイピングノズル10の一例を示す斜視図である。図6は、本実施形態に係るガスワイピングノズル10の一例を示す分解斜視図である。図7は、本実施形態に係るガスワイピングノズル10の一例を示す断面図である。具体的には、図7は、図5に示したB−B断面についての断面図である。B−B断面は、ガスワイピングノズル10のスリット160の長手方向に直交する断面である。なお、ガスワイピングノズル10は、上述したように、鋼帯2の厚み方向の両側に一対配置されるが、図5〜図7では、その一方について図示されており、他方についての図示は省略されている。また、図5及び図6では、後述するボルト181,182、及びナット185,186の図示は省略されている。
本実施形態に係るガスワイピングノズル10は、例えば、図5〜図7に示すように、上下方向に互いに対向して設けられる上リップ部110及び下リップ部120と、当該上リップ部110と当該下リップ部120との間に挟まれる上シム140、中シム130、及び下シム150と、上リップ部110の鋼帯2側の端部である先端部111及び下リップ部120の鋼帯2側の端部である先端部121の内側に形成されるスリット160と、を含んで構成される。
上リップ部110及び下リップ部120は、図7に示すように、互いに対向して設けられ、内側にノズル室191及びガスヘッダ室192を形成する。上リップ部110及び下リップ部120は、互いに対向して設けられ、ガスが導入されるノズル室191を内側に形成する本発明に係る第1のリップ部及び第2のリップ部に相当する。
ノズル室191及びガスヘッダ室192は、上リップ部110及び下リップ部120によって、ガスワイピングノズル10における先端側及び後端側にそれぞれ形成される。具体的には、上リップ部110の下部の先端側及び後端側には、ノズル室191の上部及びガスヘッダ室192の上部をそれぞれ構成する凹部が形成さる。一方、下リップ部120の上部の先端側及び後端側には、ノズル室191の下部及びガスヘッダ室192の下部をそれぞれ構成する凹部が形成さる。対応する凹部が結合されるように上リップ部110及び下リップ部120が、上シム140、中シム130、及び下シム150を介して固定されることによって、ノズル室191及びガスヘッダ室192が形成される。
上リップ部110及び下リップ部120は、例えば、図7に示すように、ガスワイピングノズル10における後端側では、互いに略平行である。ゆえに、ガスヘッダ室192の上下方向の寸法は、後端側から先端側へ亘って略一定である。一方、上リップ部110及び下リップ部120は、ガスワイピングノズル10における先端側では、先端側へ向かうにつれて、互いに近づく。ゆえに、ノズル室191の上下方向の寸法は、先端側へ向かうにつれて短くなる。
上リップ部110及び下リップ部120におけるノズル室191とガスヘッダ室192との間の部分には、後端側から先端側へ貫通する連通孔113及び連通孔123がそれぞれ設けられる。それにより、ノズル室191及びガスヘッダ室192は、連通孔113,123によって互いに連通される。連通孔113及び連通孔123は、具体的には、鋼帯2の幅方向に沿って複数設けられる。
ガスワイピングノズル10の後端側には、ガスヘッダ室192と外部とを連通し、ガスヘッダ室192の内部へガスを導入するための図示しない導入孔が設けられる。例えば、上リップ部110における後端側に、導通孔が上下方向に貫通して設けられる。ガスヘッダ室192へ導入されたガスは連通孔113,123を介してノズル室191へ導入されるように構成される。具体的には、ガスヘッダ室192はガスヘッダとして機能し、ガスヘッダ室192の内部へ導入されたガスは、連通孔113,123を通過することにより、整流されてノズル室191に導入される。また、ノズル室191は均圧室として機能し、ノズル室191の内部に導入されたガスは、後述するスリット160の長手方向の全体に亘って均一な圧力で噴射される。
また、上リップ部110及び下リップ部120は、上下方向に上シム140、中シム130、及び下シム150を挟んだ状態で固定される。具体的には、上シム140は上リップ部110に対して下方に隣接し、下シム150は下リップ部120に対して上方に隣接し、中シム130は上シム140と下シム150との間に挟まれる。上リップ部110、下リップ部120、及び各シムは、例えば、上下方向にボルト181,182及びナット185,186によるネジ締結によって、互いに固定される。具体的には、上リップ部110、下リップ部120、及び各シムは、ガスワイピングノズル10におけるガスヘッダ室192より後端側の位置において、上下方向にボルト182及びナット186によって固定される。また、上リップ部110、下リップ部120、及び各シムは、ガスワイピングノズル10におけるノズル室191とガスヘッダ室192との間の位置において、上下方向にボルト181及びナット185によって固定される。
上シム140は、上リップ部110と下リップ部120との間に設けられ、上リップ部110と当接する。具体的には、上シム140は、上リップ部110の先端部111と当該先端部111の長手方向に沿って当接する。例えば、上シム140は、図6に示すように、鋼帯2の幅方向についての両端側において、それぞれ後端側から先端側へ延在する一対の側方延在部143を有する。また、上シム140における先端側には、一対の側方延在部143の各先端部を接続し、鋼帯2の幅方向に沿って延在する先端延在部141が設けられる。上シム140の先端延在部141は、上リップ部110の先端部111と当該先端部111の長手方向に沿って当接する。
下シム150は、上リップ部110と下リップ部120との間に設けられ、下リップ部120と当接する。具体的には、下シム150は、下リップ部120の先端部121と当該先端部121の長手方向に沿って当接する。例えば、下シム150は、図6に示すように、鋼帯2の幅方向についての両端側において、それぞれ後端側から先端側へ延在する一対の側方延在部153を有する。また、下シム150における先端側には、一対の側方延在部153の各先端部を接続し、鋼帯2の幅方向に沿って延在する先端延在部151が設けられる。下シム150の先端延在部151は、下リップ部120の先端部121と当該先端部121の長手方向に沿って当接する。
このように、上シム140及び下シム150は、上リップ部110と下リップ部120との間に設けられ、上リップ部110及び下リップ部120のうちの一方の鋼帯2側の端部である先端部と当該先端部の長手方向に沿って当接する本発明に係る当接部材にそれぞれ相当する。具体的には、上シム140は、上リップ部110と下リップ部120との間に設けられ、上リップ部110の鋼帯2側の端部である先端部111と当該先端部111の長手方向に沿って当接する当接部材である第1の当接部材に相当する。また、下シム150は、上リップ部110と下リップ部120との間に設けられ、下リップ部120の鋼帯2側の端部である先端部121と当該先端部121の長手方向に沿って当接する当接部材である第2の当接部材に相当する。このように、当接部材は、上リップ部110の鋼帯2側の端部である先端部111と当該先端部111の長手方向に沿って当接する第1の当接部材及び下リップ部120の鋼帯2側の端部である先端部121と当該先端部121の長手方向に沿って当接する第2の当接部材を含み得る。
中シム130は、上シム140及び下シム150における各先端延在部を除いた部分と当接する。具体的には、中シム130は、上シム140における先端延在部141を除いた部分と当接し、下シム150における先端延在部151を除いた部分と当接する。それにより、上シム140の先端延在部141と下シム150の先端延在部151との間に中シム130の厚さに応じた隙間を設けることができる。ゆえに、上リップ部110の先端部111及び下リップ部120の先端部121の内側に、図5及び図7に示すように、ノズル室191から噴射されるガスの噴出口としてスリット160が形成される。スリット160は、具体的には、鋼帯2の幅方向に延在する。
本実施形態に係るガスワイピングノズル10では、上述したように、上リップ部110と下リップ部120との間に、上リップ部110及び下リップ部120のうちの一方の鋼帯2側の端部である先端部と当該先端部の長手方向に沿って当接する当接部材として上シム140及び下シム150が設けられる。それにより、スリット160は、当接部材である上シム140及び下シム150によって幅方向に画成される。具体的には、本実施形態に係るスリット160は、図7に示すように、上シム140の先端延在部141及び下シム150の先端延在部151によって幅方向に画成される。また、中シム130は、図6に示すように、鋼帯2の幅方向についての両端側において、それぞれ後端側から先端側へ延在する一対の側方延在部133を有する。それにより、スリット160は、当該一対の側方延在部133の先端部によって長手方向に画成される。
スリット160は、具体的には、鋼帯2に対するガスの衝突圧力を効果的に増大させるために、スリットギャップが出口側である先端側において出口に向かうにつれて拡がったラバール形状を有する。例えば、当接部材である上シム140及び下シム150の各々のスリット160を画成する部分における先端側には、先端側からノズル室191側へ向けて内側へ傾斜する傾斜部が設けられる。具体的には、図7に示すように、上シム140のスリット160を画成する部分である先端延在部141の下部における先端側には、先端側からノズル室191側へ向けて下方へ傾斜する傾斜部145が設けられる。また、下シム150のスリット160を画成する部分である先端延在部151の上部における先端側には、先端側からノズル室191側へ向けて上方へ傾斜する傾斜部155が設けられる。それにより、スリット160の形状をラバール形状にすることができる。なお、傾斜部145及び傾斜部155は、平面状であってもよく、曲面状であってもよい。換言すると、傾斜部145及び傾斜部155のB−B断面における断面形状は直線であってもよく、曲線であってもよい。
上シム140の形状と下シム150の形状とは、例えば、互いに上下対称である。具体的には、上シム140の先端延在部141の形状と下シム150の先端延在部151の形状とは、互いに上下対称である。その場合、スリット160において出口に向かうにつれて拡がった部分の形状は上下対称となる。
スリット160の入口側である後端側の形状は、具体的には、基本的にスリットギャップが略一定である直線形状となっている。より具体的には、上シム140の先端延在部141の下部における後端側及び下シム150の先端延在部151の上部における後端側は、基本的に互いに略平行となっている。スリット160の形状をラバール形状にすることによって、出口におけるスリットギャップW2を入口におけるスリットギャップW1と比較して拡大することができる。スリット160において出口に向かうにつれて拡がった部分の形状は、例えば、出口におけるスリットギャップW2、入口におけるスリットギャップW1、及び先端側からノズル室191側へ向かう方向についての各傾斜部の長さL1によって規定される。なお、先端側からノズル室191側へ向かう方向は、スリット160の幅方向に直交する方向である。
なお、入口におけるスリットギャップW1、出口におけるスリットギャップW2、及び長さL1の値は特に限定されない。例えば、入口におけるスリットギャップW1は、1mm〜2mm程度に設定されてもよい。また、出口におけるスリットギャップW2と入口におけるスリットギャップW1との差は、1mm〜3mm程度に設定されてもよい。また、長さL1は、3mm〜10mm程度に設定されてもよい。
以上説明したように、本実施形態では、上リップ部110と下リップ部120との間に、上リップ部110及び下リップ部120のうちの一方の鋼帯2側の端部である先端部と当該先端部の長手方向に沿って当接する当接部材として上シム140及び下シム150が設けられる。それにより、上リップ部110の先端部111及び下リップ部120の先端部121の内側に形成されるスリット160は、当接部材である上シム140及び下シム150によって幅方向に画成される。ゆえに、上シム140及び下シム150の各シムを、当該各シムと異なる形状を有するシムと付け替えることによって、スリット160の形状を調整することができる。また、上シム140及び下シム150の各シムは、各リップ部と比較して小型かつ単純な形状を有するので、各シムのスリット160を画成する部分を追加工することによってスリット160の形状を調整する場合、寸法精度を比較的確保しやすい。ゆえに、各シムのスリット160を画成する部分を追加工することによっても、スリット160の形状を調整し得る。
各シムの付け替え又は各シムについての追加工を行うことにより、具体的には、出口におけるスリットギャップW2、入口におけるスリットギャップW1、及び先端側からノズル室191側へ向かう方向についての各傾斜部の長さL1の各々を調整することができる。それにより、スリット160の形状を調整することができる。このように、本実施形態によれば、リップ部の付け替えを行うことなくスリット160の形状を調整することができるので、スリット160の形状を比較的安価に最適化することができる。ゆえに、ガスワイピングノズル10の設備コストを低減することが可能となる。
また、連続溶融金属めっき装置1によるめっき処理工程において、スリット160の内周面にめっきが付着する場合がある。そのような場合には、スリット160の内周面に切削、研磨、研削等の加工を施すことにより、付着しためっきを除去する必要が生じ得る。換言すると、ガスワイピングノズル10においてスリット160を画成する部分に切削、研磨、研削等の加工を施す必要が生じ得る。本実施形態によれば、上述したように、各シムのスリット160を画成する部分を追加工する場合において、寸法精度を比較的確保しやすい。ゆえに、スリット160の内周面に付着しためっきを除去するための加工を容易に行うことができる。
<4.変形例>
続いて、図8〜図11を参照して、各変形例に係るガスワイピングノズルについて説明する。
[4−1.第1の変形例]
まず、図8を参照して、第1の変形例に係るガスワイピングノズル20について説明する。第1の変形例に係るガスワイピングノズル20では、上述したガスワイピングノズル10と異なり、上シム240の形状と下シム250の形状とは、互いに上下非対称である。
図8は、第1の変形例に係るガスワイピングノズル20の一例を示す断面図である。具体的には、図8は、ガスワイピングノズル20のスリット260の長手方向に直交し、図5に示したB−B断面と対応する断面についての断面図である。なお、ガスワイピングノズル20は、上述したガスワイピングノズル10と同様に、鋼帯2の厚み方向の両側に一対配置されるが、図8では、その一方について図示されており、他方についての図示は省略されている。
第1の変形例に係るガスワイピングノズル20は、例えば、図8に示すように、上下方向に互いに対向して設けられる上リップ部110及び下リップ部120と、当該上リップ部110と当該下リップ部120との間に挟まれる上シム240、中シム130、及び下シム250と、上リップ部110の先端部111及び下リップ部120の先端部121の内側に形成されるスリット260と、を含んで構成される。
上リップ部110及び下リップ部120は、図8に示すように、上下方向に上シム240、中シム130、及び下シム250を挟んだ状態で固定される。
上シム240は、鋼帯2の幅方向についての両端側において、それぞれ後端側から先端側へ延在する一対の側方延在部を有する。また、上シム240における先端側には、当該一対の側方延在部の各先端部を接続し、鋼帯2の幅方向に沿って延在する先端延在部241が設けられる。上シム240の先端延在部241は、上リップ部110の先端部111と当該先端部111の長手方向に沿って当接する。
また、下シム250は、鋼帯2の幅方向についての両端側において、それぞれ後端側から先端側へ延在する一対の側方延在部を有する。また、下シム250における先端側には、当該一対の側方延在部の各先端部を接続し、鋼帯2の幅方向に沿って延在する先端延在部251が設けられる。下シム250の先端延在部251は、下リップ部120の先端部121と当該先端部121の長手方向に沿って当接する。
このように、第1の変形例では、上リップ部110と下リップ部120との間には、第1の当接部材として上シム240が設けられ、第2の当接部材として下シム250が設けられる。
また、スリット260は、上リップ部110の先端部111及び下リップ部120の先端部121の内側に形成され、図8に示すように、上シム240の先端延在部241及び下シム250の先端延在部251によって幅方向に画成される。上シム240のスリット260を画成する部分である先端延在部241の下部における先端側には、先端側からノズル室191側へ向けて下方へ傾斜する傾斜部245が設けられる。また、下シム250のスリット260を画成する部分である先端延在部251の上部における先端側には、先端側からノズル室191側へ向けて上方へ傾斜する傾斜部255が設けられる。ゆえに、スリット260はラバール形状を有する。
第1の変形例に係るガスワイピングノズル20によれば、スリット260は、当接部材である上シム240及び下シム250によって幅方向に画成されるので、上述した実施形態に係るガスワイピングノズル10と同様の効果を奏することができる。
ここで、第1の変形例に係るガスワイピングノズル20では、上述したように、上シム240の形状と下シム250の形状とは互いに上下非対称である。具体的には、第1の変形例では、上シム240及び下シム250にそれぞれ設けられる傾斜部の形状は互いに異なる。より具体的には、上シム240の先端延在部241に設けられる傾斜部245の形状と下シム250の先端延在部251に設けられる傾斜部255の形状とは互いに異なる。
例えば、図8に示すように、上シム240の先端延在部241に設けられる傾斜部245及び下シム250の先端延在部251に設けられる傾斜部255の各々についての先端側からノズル室191側へ向かう方向に対する傾斜角θ1及び傾斜角θ2は、互いに異なってもよい。なお、上シム240及び下シム250の厚さは互いに異なってもよく、先端側からノズル室191側へ向かう方向についての各傾斜部の長さL1は略一致してもよい。
溶融金属によるめっき処理では、上述したように、めっき浴3から鉛直方向上方に引き上げられた鋼帯2に対してガスワイピングノズル20から噴射されたガスを吹き付けることによって、余剰の溶融金属が掻き取られる。ゆえに、鋼帯2において、ガスが吹き付けられる箇所より下方の部分には余剰の溶融金属が付着している一方で、当該箇所より上方の部分には余剰の溶融金属が付着していない。このように、鋼帯2においてガスが吹き付けられる箇所の近傍では、溶融金属の付着量は上下方向について不均一な分布を有する。ここで、第1の変形例によれば、上シム240及び下シム250にそれぞれ設けられる傾斜部の形状は互いに異なるので、スリット260において出口に向かうにつれて拡がった部分の形状を上下非対称にすることができる。それにより、溶融金属の付着量の上下方向についての分布に応じて、ガスワイピングノズル20から噴射されるガスの流れを適切に調整することができる。
[4−2.第2の変形例]
次に、図9を参照して、第2の変形例に係るガスワイピングノズル30について説明する。第2の変形例に係るガスワイピングノズル30では、図5〜図7を参照して説明したガスワイピングノズル10と異なり、中シムが設けられない。
図9は、第2の変形例に係るガスワイピングノズル30の一例を示す断面図である。具体的には、図9は、ガスワイピングノズル30のスリット360の長手方向に直交し、図5に示したB−B断面と対応する断面についての断面図である。なお、ガスワイピングノズル30は、上述したガスワイピングノズル10と同様に、鋼帯2の厚み方向の両側に一対配置されるが、図9では、その一方について図示されており、他方についての図示は省略されている。
第2の変形例に係るガスワイピングノズル30は、例えば、図9に示すように、上下方向に互いに対向して設けられる上リップ部110及び下リップ部120と、当該上リップ部110と当該下リップ部120との間に挟まれる上シム140及び下シム350と、上リップ部110の先端部111及び下リップ部120の先端部121の内側に形成されるスリット360と、を含んで構成される。
上リップ部110及び下リップ部120は、図9に示すように、上下方向に上シム140及び下シム350を挟んだ状態で固定される。第2の変形例では、具体的には、上シム140は上リップ部110に対して下方に隣接し、下シム350は下リップ部120に対して上方に隣接し、上シム140及び下シム350は互いに隣接する。
上シム140は、上述したガスワイピングノズル10と同様に、鋼帯2の幅方向についての両端側において、それぞれ後端側から先端側へ延在する一対の側方延在部143を有する。また、上シム140における先端側には、当該一対の側方延在部143の各先端部を接続し、鋼帯2の幅方向に沿って延在する先端延在部141が設けられる。上シム140の先端延在部141は、上リップ部110の先端部111と当該先端部111の長手方向に沿って当接する。
また、下シム350は、鋼帯2の幅方向についての両端側において、それぞれ後端側から先端側へ延在する一対の側方延在部を有する。また、下シム350における先端側には、当該一対の側方延在部の各先端部を接続し、鋼帯2の幅方向に沿って延在する先端延在部351が設けられる。下シム350の先端延在部351は、下リップ部120の先端部121と当該先端部121の長手方向に沿って当接する。
このように、第2の変形例では、上リップ部110と下リップ部120との間には、第1の当接部材として上シム140が設けられ、第2の当接部材として下シム350が設けられる。
第2の変形例では、下シム350の上部357は、上シム140における先端延在部141を除いた部分と当接する。例えば、下シム350は、上述したガスワイピングノズル10における下シム150と中シム130とを一体化することにより得られる。その場合、下シム350の上部357が中シム130に対応し、下シム350における上部357を除いた部分が下シム150に対応する。下シム350の上部357が上シム140における先端延在部141を除いた部分と当接することによって、上シム140の先端延在部141と下シム350の先端延在部351との間に下シム350の上部357の厚さに応じた隙間を設けることができる。ゆえに、上リップ部110の先端部111及び下リップ部120の先端部121の内側に、図9に示すように、ノズル室191から噴射されるガスの噴出口としてスリット360が形成される。
また、スリット360は、図9に示すように、上シム140の先端延在部141及び下シム350の先端延在部351によって幅方向に画成される。また、下シム350のスリット360を画成する部分である先端延在部351の上部における先端側には、先端側からノズル室191側へ向けて上方へ傾斜する傾斜部355が設けられる。ゆえに、スリット360はラバール形状を有する。なお、上シム140の先端延在部141の形状と下シム350の先端延在部351の形状とは、互いに上下対称であってもよい。
第2の変形例に係るガスワイピングノズル30によれば、スリット360は、当接部材である上シム140及び下シム350によって幅方向に画成されるので、上述した実施形態に係るガスワイピングノズル10と同様の効果を奏することができる。
以上説明したように、第2の変形例に係るガスワイピングノズル30は、上述したガスワイピングノズル10において下シム150と中シム130とを一体として構成した例に相当する。具体的には、第2の変形例では、下シム350が、上述したガスワイピングノズル10において中シム130が有する機能である上シム140及び下シム150の各先端延在部の間に隙間を設ける機能を有する。それにより、ガスワイピングノズルを構成する部品点数を低減することができる。
なお、上述したガスワイピングノズル10において上シム140と中シム130とを一体として構成し、上述したガスワイピングノズル10において中シム130が有する上記機能を上シム140に持たせてもよい。その場合、上シム140と中シム130とを一体化することにより得られる部材が第1の当接部材に相当する。また、そのような場合においても、上述した第2の変形例と同様の効果を奏することができる。
[4−3.第3の変形例]
次に、図10を参照して、第3の変形例に係るガスワイピングノズル40について説明する。第3の変形例に係るガスワイピングノズル40では、図5〜図7を参照して説明したガスワイピングノズル10と異なり、上シムが設けられない。
図10は、第3の変形例に係るガスワイピングノズル40の一例を示す断面図である。具体的には、図10は、ガスワイピングノズル40のスリット460の長手方向に直交し、図5に示したB−B断面と対応する断面についての断面図である。なお、ガスワイピングノズル40は、上述したガスワイピングノズル10と同様に、鋼帯2の厚み方向の両側に一対配置されるが、図10では、その一方について図示されており、他方についての図示は省略されている。
第3の変形例に係るガスワイピングノズル40は、例えば、図10に示すように、上下方向に互いに対向して設けられる上リップ部110及び下リップ部120と、当該上リップ部110と当該下リップ部120との間に挟まれる中シム130及び下シム150と、上リップ部110の先端部111及び下リップ部120の先端部121の内側に形成されるスリット460と、を含んで構成される。
上リップ部110及び下リップ部120は、図10に示すように、上下方向に中シム130及び下シム150を挟んだ状態で固定される。第3の変形例では、具体的には、中シム130は上リップ部110に対して下方に隣接し、下シム150は下リップ部120に対して上方に隣接し、中シム130及び下シム150は互いに隣接する。
下シム150は、上述したガスワイピングノズル10と同様に、鋼帯2の幅方向についての両端側において、それぞれ後端側から先端側へ延在する一対の側方延在部153を有する。また、下シム150における先端側には、当該一対の側方延在部153の各先端部を接続し、鋼帯2の幅方向に沿って延在する先端延在部151が設けられる。下シム150の先端延在部151は、下リップ部120の先端部121と当該先端部121の長手方向に沿って当接する。
このように、第3の変形例では、上リップ部110と下リップ部120との間には、第2の当接部材として下シム150が設けられる。
第3の変形例では、中シム130は、上リップ部110における先端部111の中央側を除いた部分と当接し、下シム150における先端延在部151を除いた部分と当接する。それにより、上リップ部110の先端部111と下シム150の先端延在部151との間に中シム130の厚さに応じた隙間を設けることができる。ゆえに、上リップ部110の先端部111及び下リップ部120の先端部121の内側に、図10に示すように、ノズル室191から噴射されるガスの噴出口としてスリット460が形成される。
また、スリット460は、図10に示すように、上リップ部110の先端部111及び下シム150の先端延在部151によって幅方向に画成される。ここで、下シム150のスリット460を画成する部分である先端延在部151の上部における先端側には、上述したように、先端側からノズル室191側へ向けて上方へ傾斜する傾斜部155が設けられる。ゆえに、スリット460はラバール形状を有する。
以上説明したように、第3の変形例に係るガスワイピングノズル40は、上述したガスワイピングノズル10の構成から上シム140を省略した例に相当する。また、第3の変形例では、上述したように、上リップ部110の先端部111及び下リップ部120の先端部121の内側に形成されるスリット460は、上リップ部110の先端部111及び当接部材である下シム150によって幅方向に画成される。ゆえに、下シム150の付け替え又は下シム150についての追加工を行うことにより、スリット460の形状を調整することができる。このように、第3の変形例に係るガスワイピングノズル40によれば、上述した実施形態に係るガスワイピングノズル10と同様に、リップ部の付け替えを行うことなくスリット460の形状を調整することができるので、スリット460の形状を比較的安価に最適化することができる。ゆえに、ガスワイピングノズルの設備コストを低減することが可能となる。
このように、上リップ部110と下リップ部120との間には、上リップ部110及び下リップ部120のうちの一方の鋼帯2側の端部である先端部と当該先端部の長手方向に沿って当接する当接部材として上シム及び下シムの少なくとも一方が設けられればよい。例えば、上述したガスワイピングノズル10の構成から下シム150を省略してもよい。その場合、上リップ部110の先端部111及び下リップ部120の先端部121の内側に形成されるスリットは、具体的には、上シム140の先端延在部141及び下リップ部120の先端部121によって幅方向に画成される。そのような場合においても、上述した実施形態に係るガスワイピングノズル10と同様の効果を奏することができる。
[4−4.第4の変形例]
次に、図11を参照して、第4の変形例に係るガスワイピングノズル50について説明する。第4の変形例に係るガスワイピングノズル50では、図9を参照して説明した第2の変形例に係るガスワイピングノズル30と異なり、上シムが設けられない。
図11は、第4の変形例に係るガスワイピングノズル50の一例を示す断面図である。具体的には、図11は、ガスワイピングノズル50のスリット560の長手方向に直交し、図5に示したB−B断面と対応する断面についての断面図である。なお、ガスワイピングノズル50は、上述したガスワイピングノズル10と同様に、鋼帯2の厚み方向の両側に一対配置されるが、図11では、その一方について図示されており、他方についての図示は省略されている。
第4の変形例に係るガスワイピングノズル50は、例えば、図11に示すように、上下方向に互いに対向して設けられる上リップ部110及び下リップ部120と、当該上リップ部110と当該下リップ部120との間に挟まれる下シム350と、上リップ部110の先端部111及び下リップ部120の先端部121の内側に形成されるスリット560と、を含んで構成される。
上リップ部110及び下リップ部120は、図11に示すように、上下方向に下シム350を挟んだ状態で固定される。第4の変形例では、具体的には、下シム350は、上リップ部110に対して下方に隣接し、下リップ部120に対して上方に隣接する。
下シム350は、上述したガスワイピングノズル30と同様に、鋼帯2の幅方向についての両端側において、それぞれ後端側から先端側へ延在する一対の側方延在部を有する。また、下シム350における先端側には、当該一対の側方延在部の各先端部を接続し、鋼帯2の幅方向に沿って延在する先端延在部351が設けられる。下シム350の先端延在部351は、下リップ部120の先端部121と当該先端部121の長手方向に沿って当接する。
このように、第4の変形例では、上リップ部110と下リップ部120との間には、第2の当接部材として下シム350が設けられる。
第4の変形例では、下シム350の上部357は、上リップ部110における先端部111の中央側を除いた部分と当接する。それにより、上リップ部110の先端部111と下シム350の先端延在部351との間に下シム350の上部357の厚さに応じた隙間を設けることができる。ゆえに、上リップ部110の先端部111及び下リップ部120の先端部121の内側に、図11に示すように、ノズル室191から噴射されるガスの噴出口としてスリット560が形成される。
また、スリット560は、図11に示すように、上リップ部110の先端部111及び下シム350の先端延在部351によって幅方向に画成される。ここで、下シム350のスリット560を画成する部分である先端延在部351の上部における先端側には、上述したように、先端側からノズル室191側へ向けて上方へ傾斜する傾斜部355が設けられる。ゆえに、スリット560はラバール形状を有する。
以上説明したように、第4の変形例に係るガスワイピングノズル50は、上述したガスワイピングノズル10の構成から上シム140を省略し、下シム150と中シム130とを一体として構成した例に相当する。ゆえに、上述したガスワイピングノズル10において中シム130が有する上記機能を下シム150に持たせることによって、ガスワイピングノズルを構成する部品点数を低減することができる。また、第4の変形例では、上述したように、上リップ部110の先端部111及び下リップ部120の先端部121の内側に形成されるスリット560は、上リップ部110の先端部111及び当接部材である下シム350によって幅方向に画成される。ゆえに、下シム350の付け替え又は下シム350についての追加工を行うことにより、スリット560の形状を調整することができる。このように、第4の変形例に係るガスワイピングノズル50によれば、上述した実施形態に係るガスワイピングノズル10と同様に、リップ部の付け替えを行うことなくスリット560の形状を調整することができるので、スリット560の形状を比較的安価に最適化することができる。ゆえに、ガスワイピングノズルの設備コストを低減することが可能となる。
なお、上述したガスワイピングノズル10の構成から下シム150を省略し、上シム140と中シム130とを一体として構成してもよい。その場合、上シム140と中シム130とを一体化することにより得られる部材が第1の当接部材に相当する。また、そのような場合においても、上述した第4の変形例と同様の効果を奏することができる。
<5.まとめ>
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、上リップ部110と下リップ部120との間に、上リップ部110及び下リップ部120のうちの一方の鋼帯2側の端部と当該端部の長手方向に沿って当接する当接部材が設けられる。それにより、上リップ部110の鋼帯2側の端部及び下リップ部120の鋼帯2側の端部の内側に形成されるスリット160は、当接部材によって幅方向に画成される。ゆえに、当接部材を、当該当接部材と異なる形状を有する当接部材と付け替えることによって、スリット160の形状を調整することができる。また、当接部材は、各リップ部と比較して小型かつ単純な形状を有するので、当接部材のスリット160を画成する部分を追加工することによってスリット160の形状を調整する場合、寸法精度を比較的確保しやすい。ゆえに、当接部材のスリット160を画成する部分を追加工することによっても、スリット160の形状を調整し得る。このように、本実施形態によれば、リップ部の付け替えを行うことなくスリット160の形状を調整することができるので、スリット160の形状を比較的安価に最適化することができる。ゆえに、ガスワイピングノズル10の設備コストを低減することが可能となる。
なお、上記では、ノズル室191及びガスヘッダ室192が、ガスワイピングノズル10における先端側及び後端側にそれぞれ形成される例について説明したが、ガスワイピングノズル10の構成からガスヘッダ室192は省略されてもよい。なお、その場合、ノズル室191とガスヘッダ室192とを連通する連通孔113及び連通孔123は、上リップ部110及び下リップ部120の構成から省略される。
また、上記では、上リップ部110及び下リップ部120がネジ締結によって互いに固定される例について説明したが、上リップ部110及び下リップ部120は、他の方法によって互いに固定されてもよい。なお、上リップ部110及び下リップ部120は、互いに取り外し可能に固定されることが好ましい。
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。