JPH01136954A - 薄目付溶融めっき装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 溶融めっき金属浴中に浸漬させた後引き上げた鋼ストリ
ップに付着した溶融めっき金属の余剰分を電磁力を利用
して払拭する薄目付溶融めっき装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、表面を亜鉛、アルミニウム等の薄膜で被覆した
薄目付鋼板を生産する溶融めっきラインにおいては、鋼
ストリップを前処理した後に溶融金属めっき槽に浸漬さ
せて表面に溶融金属を付着させた後化成処理等の後処理
を行うようにしている。

ここで、溶融金属めっき槽から引き」二げた直後の鋼ス
トリップ２は、第５図に示すように、溶融めっき金属２
０が過剰に付着しており、その付着量は引き上げ速度の
増加と共に増大する。

したがって、薄目付鋼板を得るためには、何らかの手段
で、過ｊ）１に付着しためっき金属を払拭して所定の膜
厚に制御する必要がある。

この付着量制御方法としては、昭和５７年５月３１日丸
善株式会社発行の「第３版鉄鋼便覧第■巻二次加工・表
面処理・熱処理・溶接」第４２５頁及び４２６真に記載
されているように、ロール絞り法と気体絞り法とがある
。

ロール絞り法は、第６図に示すように、めっき槽ｌから
垂直に引き上げられたストリップ２に対してめっき槽ｌ
の近傍位置にストリップ２を挟んで対向する溝付ロール
２１を転接させて余剰付着金属を絞り落とすようにして
いるが、溝付ロールによってストリップ表面に傷が付き
易いと共に、付着金属量を正確に制御することが困難で
あることにより、最近では殆ど使用されていない。

これに対して、気体絞り法は、第７図に示すように、め
っき槽１から略垂直に引き上げられたストリップ２の表
裏に対向して夫々配置した噴射ノズル２２Ａ、２２Ｂか
ら高圧ガスを吹きつけて、ガスジェットナイフで余剰付
着金属を絞り取るようにしている。ここで、気体絞り用
ガスは水蒸気、窒素ガス、燃焼廃ガス等が使用され、０
．２〜２ｋｇ／　ｃｔｌの圧力で細いスリットノズルか
ら吹きつけられる。

この気体絞り法は、ストリップに対する金属付着量をロ
ール絞り法に比較すると高精度に制御することができる
反面、細いノズルから高速の気体を吹き出すため、気体
絞り装置の周辺では高周波数の騒音と猛烈なめっき金属
のスプラッシュが発生する問題点がある。しかも、最近
では高品質化に対応するため、差厚めつきや極薄めっき
が行われる傾向にあり、これに対しては、気体絞り法だ
けでは、膜厚制御精度が十分でなく、種々の絞り方法を
併用することが試みられている。

従来の併用絞り法としては、特開昭６２−１０３３５３
号公報に開示されているように、気体絞り法と移動磁界
発生装置とを併用するものがある。

この従来例は、移動磁界発生装置によって、ストリップ
表面のまだ流動性を有するめっき金属に下向きの電磁力
を付与して、過剰なめっき金属を払拭するようにしてい
る。

【発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来の移動磁界発生装置の移動磁界
によりストリップに付着した過剰めっき金属を払拭する
溶融めっき装置にあっては、過剰めっき金属を払拭して
比較的高晴度の膜厚制御を行うことができるが、移動磁
界を形成するには、ストリップの幅方向に延長し且つ長
平方向に所定間隔を保って形成した多数のスロットに励
磁コイルを巻装したコアをストリップに対向させて配置
する必要があり、ストリップとコアとの位置調整が比較
的面倒であり、さらに電磁力を発生するための効率が低
く大電力を必要とすると共に、ストリップの異常加熱の
割合が高く、また励磁コイルに励磁電流を供給する駆動
回路の構成も複雑となり、しかもコアに多数のスロット
を形成するのでその分設値が大型化する等の問題点があ
った。

そこで、この発明は、上記従来例の問題点に着目してな
されたものであり、ストリップに付与する磁界として固
定磁界を適用することにより、上記従来例の問題点を解
決することができる薄目付溶融めっき装置を提供するこ
とを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この発明は、溶融めっき金
属浴中に浸漬させた後引き上げた鋼ストリップに付着し
た溶融めっき金属に、電磁力を作用させて余剰の溶融め
っき金属を払拭する薄目付溶融めっき装置において、前
記電磁力をめっき浴面側へ作用させる磁界発生装置とし
て固定磁界発生装置を設置したことを特徴としている。

〔作用〕

この発明においては、溶融めっき槽□から引き上げられ
たストリップに対向して固定磁界発生装置を設置したの
で、固定磁界発生装置で発生する磁界によってストリッ
プ及びこれに付着した溶融めっき金属にフレミングの右
手法則による起電力が発生し、この起電力によって電流
が流れ、この電流によってフレミングの左手法則に従う
ストリップの移動方向と逆向き即ちめっき浴面側への電
磁力が発生し、この電磁力によってストリップに付着し
た溶融めっき金属が落下して払拭される。

〔実施例〕

第１図はこの発明の第１実施例を示す構成図である。

図中、■は溶融亜鉛めっき槽、２は鋼ストリップ、３Ｌ
、３Ｒは溶融亜鉛めっき槽ｌから引き上げられた鋼スト
リップ２を挟んで対向する固定磁界発生装置としての電
磁石である。電磁石３Ｉ、。

３Ｒは、夫々垂直部４ａとその上下端部から夫々ストリ
ップ２側に延長する水平部４ｂ、４ｃとからコ字状に形
成されたコア４を有し、その垂直部４ａに励磁コイル５
が巻装されている。ここで、励磁コイル５は、電磁石３
Ｌ、３Ｒとで互いに逆巻となるように巻装されている。

また、電磁石３Ｌ、３Ｒの配置関係は、実際には第２図
に示すように、夫々複数例えば３個の電磁石３ａ、３ｂ
。

３Ｃをストリップ２の幅方向に複数例えば３個並列に配
置し、各電磁石３ａ〜３Ｃの励磁コイル５を整流回路７
に並列に接続することにより、ストリップ２の幅方向の
全域に効果的な電磁力を作用させる。

そして、電磁石３Ｌ、３Ｒの励磁コイル５の上方の始端
が互いに接続されて例えばサイリスクで構成される商用
交流電源を変圧器６で降圧した三相交流を直流に変換す
る整流回路７の正極側に、下方の終端が互いに接続され
て整流回路７の頁捲側に夫々接続され、これによって電
磁石３Ｒの水平部４ｂからストリップ２を横切って電磁
石３Ｌの水平部４ｂに達し、その垂直部４ａ及び水平部
４Ｃを通って、水平部４Ｃの端部からストリップ２を横
切って電磁石３Ｒの水平部４Ｃに達し、その垂直部４ａ
を通って水平部４ｂに戻る磁路が形成される。整流回路
７は、そのサイリスクが制御装置８によって制御される
ことにより、出力電流値が制御される。

制御装置８には、励磁コイル５に流れる負荷電流を検出
する負荷電流検出器９からの負荷電流検出値がフィード
バック信号として入力されていると共に、ストリップ２
に付着させる溶融めっき金属の膜厚を設定する膜厚設定
値Ｓ及びめっき厚み計からの膜厚検出値りが入力され、
これら入力信号に基づいて所定の演算処理を実行して、
整流図ＩＩＢ７に対する制御指令値を算出し、これを整
流回路７に出力して電磁石３Ｌ、３Ｒの励磁コイル５に
供給する励磁電流を制御する。

次に、上記実施例の動作を説明する。今、整流回路７か
らの直流電流が電磁石３Ｌ、３Ｒの励磁コイル５に供給
されているものとすると、この直流電流によって、電磁
石３Ｒの水平部４ｂからストリップ２を横切って電磁石
３Ｌの水平部４ｂに達し、その垂直部４ａ及び水平部４
ごを通って、水平部４ｃの端部からストリップ２を横切
って電磁石３Ｒの水平部４ｃに達し、その垂直部４ａを
通って水平部４ｂに戻る磁路が形成される。

この状態で、溶融めっき槽１からストリップ２が所定の
ラインスピードＶで引き上げると、ストリップ２が電磁
石３Ｌ、３Ｒの水平部４ｂ及び４０間に形成された磁界
と直角に移動することになるので、ストリップ２及びこ
れに付着した溶融亜鉛めっきにフレミングの右手法則に
よる起電力が発生し、この起電力によるｉ＝δＢｖ（但
しδは金属の導電率、Ｂは磁束密度である）で表される
電流ｉが水平部４ｂでは前方側に、水平部４ｃでは後方
側に夫々流れる。これら電流ｉと磁束密度Ｂとによって
、フレミングの左手法則によりストリップ２及びこれに
付着した溶融亜鉛とにＦ＝ｉＢで表される下向き即ち亜
鉛浴面倒への電磁力Ｆが発生する。この電磁力Ｆによっ
てストリップ２が下側に押し下げられることになるが、
ストリップ表面に付着した導電性を有する溶融亜鉛は、
流動性を有するので、実際には溶融亜鉛が電磁力Ｆの影
響によって落下することになる。

このとき、ストリップ２に付着した溶融亜鉛に作用する
落下刃Ｆ０は下記＋１１式で表すことができる。

Ｆａ　＝にδＢ”ｖｔＷＬ　　　・・・・・・・・・・
・・（１）ここで、Ｋは比例定数、ｔは溶融亜鉛の膜厚
、Ｗは幅、Ｌは電磁石３Ｌ、３Ｒのストリップ長手方向
の長さである。

また、磁束密度Ｂは電磁石３Ｌ、３Ｒのコイル巻数Ｎと
励磁電流Ｉの積に比例するので、前記（１）式は、下記
（２）式のように表すことができる。

Ｆ、＝に’　δＮ”　ｖ　ｔ　Ｗ　Ｌ　Ｉ　”　　・−
”（２）ここで、Ｋ′は比例定数である。

したがって、上記（２）式から明らかなように、電磁石
３Ｌ、３Ｒに供給する励磁電流Ｉによってストリップ２
に付着した溶融亜鉛の落下刃Ｆ０を制御することができ
、制御装置８で溶融めっき金属の膜厚を設定する膜厚設
定値とめっき厚み計からの膜厚検出値との偏差を算出し
、この偏差に基づいて整流回路７のサイリスタに対する
電涼制御指令値を算出し、この電流指令値と電流検出器
からの電流検出値との偏差に基づいてサイリスクの点弧
角を制御するゲート信号を整流回路７に出力して電磁石
３Ｌ、３Ｒの励磁コイル５に供給する励磁電流【を制御
することにより、ストリップ２に付着させる溶融亜鉛の
膜厚を設定値に一致させる。

次に、この発明の第２実施例を第３図について説明する
。

この第２実施例は、電磁石３Ｌ、３Ｒを夫々上下方向即
ちストリップ２の長手方向に所定間隔を保って２組配置
し、これら２組の電磁石３Ｌ、３Ｒ間に高圧気体を噴射
するワイピングノズルｌＯＬ、ＩＯＲを配置して、電磁
石３Ｌ、３Ｒの電磁力による溶融亜鉛の払拭と、ワイピ
ングノズル１０Ｌ、ＩＯＲからの高圧気体の噴射による
溶融亜鉛の払拭とを併用するようにしたものであり、第
１図との対応部分には同一符号を付してその詳細説明は
これを省略する。

この第２実施例によると、電磁石３Ｌ、３Ｒによる２組
の固定磁界発生装置間にワイピングノズルＩＯＬ、ＩＯ
Ｒによる気体絞り装置が配設されているので、固定磁界
発生装置による下向きの電磁力と、気体絞り装置による
気体流とによって鋼ストリップ２に付着した溶融亜鉛を
払拭することができ、ストリップ２に付着する亜鉛膜厚
をより薄く制御することができる。

すなわち、固定磁界発生装置のストリップと直交する方
向の長さを２００　ａｍ、高さを３００　ａｍ、ストリ
ップ２とのギヤツブを５Ｑｍｍとし、幅を鋼ストリップ
２の幅より広くし、且つ電磁石３Ｌ。

３Ｒによる磁束密度を０．３テラスとし、ラインスピー
ドを１００ｍ／ｍｉｎとして実験を行った結果、従来の
ガスワイピング法では、溶融亜鉛の付着量が片面で８６
ｇ／ｍ”であったが、第４図の第２実施例装置による場
合には、溶融亜鉛の付着量が片面で５１ｇ／ｍ”とする
ことができた。

なお、上記各実施例においては、電磁石３Ｌ。

３Ｒのコア４がコ字状に形成されている場合について説
明したが、これに限定されるものではなく、第４図（ａ
）に示すＥ字状に形成したり、第４図（ｂ）に示す如く
Ｈ字状に形成することもでき、特に電磁石をＨ字状に形
成するときには、平行長片１１ａ。

１１ｂの延長方向をストリップ２の幅方向とすることに
より、１つの電磁石でストリップ２の幅方向の全域に均
一な電磁力を作用させることができる利点がある。

また、上記各実施例においては、溶融亜鉛めっきを行う
場合について説明したが、これに限らず他のアルミニウ
ム、錫等の他の熔融金属めっきを行う場合にもこの発明
を適用し得ることは勿論である。

［発明の効果〕　　　　　゛ 以上説明したように、この発明によれば、溶融めっき槽
から引き上げられたストリップに付着した溶融めっき金
属に、固定磁界発生装置の固定磁界によって溶融めっき
金属に発生するめっき浴面側への電磁力を作用させて払
拭するようにしたので、従来の移動磁界発生装置を使用
する場合に比較して、ストリップに対して常に均等な磁
界が作用することになり、電力量に対する電磁力の発生
効率を向上させることができ、且つストリップに対向す
る面にコイルを必要としないので磁極の形状のフレキシ
ビリティを高くすることができ、さらに特別な高周波数
電源を必要としないので電源回路を簡素化することがで
き、しかも鋼ストリップに対する異常加熱の割合を少な
くすることができる等の効果を得ることができる。また
、ＩＱ厚制御を高精度で行うことができるので、めっき
金属の原単位低減を図ることができ、且つガスワイピン
グを併用しない場合には、スプラッシュがなくなり、め
っき鋼板の表面の美観を向上させることができると共に
、騒音が低減されて作業環境を改善することができるこ
とは勿論、ガスワイピング法を併用した場合でも、その
ワイピングノズルから噴射する高圧気体量が少なくて済
むので、騒音を低減させて作業環境を改善することがで
きると共に、スプラッシュを低減させてめっき鋼板表面
の美観を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の第１実施例を示す模式図、第２図は
電磁石の配置関係を示す説明図、第３図はこの発明の第
２実施例を示す系統図、第４図（ａ）及び（ｂ）は夫々
電磁石の他の例を示す斜視図、第５図はストリップに対
する溶融めっき金属の付着状態を示す説明図、第６図は
従来のロール絞り法の説明図、第７図は従来の気体絞り
法の説明図である。 図中、ｌは溶融亜鉛めっき槽、２はストリップ、３Ｌ、
３Ｒは電磁石、５は励磁コイル、７は整流回路、８は制
御装置、ＩＯＬ、ＩＯＲはワイピングノズルである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶融めっき金属浴中に浸漬させた後引き上げた鋼ストリ
   ップに付着した溶融めっき金属に、電磁力を作用させて
   余剰の溶融めっき金属を払拭する薄目付溶融めっき装置
   において、前記電磁力をめっき浴面側へ作用させる磁界
   発生装置として固定磁界発生装置を設置したことを特徴
   とする薄目付溶融めっき装置。