JPH01177350A

JPH01177350A - 表面平滑な溶融亜鉛鍍金鋼板の製造装置及び方法

Info

Publication number: JPH01177350A
Application number: JP62336882A
Authority: JP
Inventors: Noboru Taguchi; 昇田口; Akihiko Nakamura; 中村　秋彦
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1987-12-29
Filing date: 1987-12-29
Publication date: 1989-07-13

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］この発明は、自動車や建材などに用いられる溶融亜鉛鍍
金鋼板、特にスパングルの大きさを極小にし、且つ、さ
ざ波模様のない外観に優れたミニマイズドスパングル溶
融亜鉛鍍金鋼板の製造に関するものである。

［従来技術］鋼帯を溶融している亜鉛浴に浸漬して鍍金を行う、謂わ
ゆるどぶ漬鍍金では、亜鉛が冷却するときに、その製品
の表面に華模様が生じる。これは亜鉛の結晶の成長した
もので、スパングルとも呼ばれ、かって、艶のある大き
さの揃ったスパングルがもてはやされた時代もあった。

しかし、亜鉛鍍金鋼板が家庭用品や建材の用途以外に、
自動車用或は家電用に用いられるようになると、華の美
しさよりも、塗装の下地としての作置が重要視され、ス
パングルを小さくすること或は無くすことが要求される
ようになってきた。

スパングルを小さくする方法としは、結晶核を増やして
個々の結晶が大きく成長できないように、未だ溶けてい
る状態の亜鉛鍍金層に粉末を吹き付ける方法や、急冷も
兼ねて液体を吹き付ける方法あるいは亜鉛洛中のｐｂを
０．０５以下と低下して鍍金する方法％等があるが、亜
鉛の付着量コントロールは上記亜鉛鍍金層に加圧空気を
吹き付ける方法が広く用いられている。この方法では、
亜鉛の溶融浴のすぐ上に気体絞り装置を設置し、浴から
亜鉛を付着させて出てくる鋼帯の表面に、加圧空気を噴
射することによって、過剰の亜鉛を吹拭する。このとき
、噴射圧や噴射量等を調整することによって、鋼帯上の
亜鉛付着量が制御される。

しかしながら、この方法の欠点として、鍍金面に砂丘の
風紋のようなさざ波状の模様が生じ外観を損ねることが
挙げられている。

この欠点の生ずる原因の一つに、亜鉛が冷却固化する前
に表層の亜鉛が酸化されることが挙げられている。そし
て、この酸化を防ぐために、亜鉛浴上にシールボックス
を設けて、気体絞り部分を気体噴射ノズルも含めて不活
性ガスでシールして、噴射気体には不活性ガスを用いる
方法が提案されている（例えば、特開昭６０−５５５９
２号公報）。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、このような従来技術では、鍍金及び付着
量調整部をシールボックスで囲ってしまうためその状況
が確認できず、既設の装置への適用を考えると、操業性
、作業性に難点が多く、実質上適用が非常に困難である
。

本発明は、以上のような問題の解決を図るためになされ
たのもので、シールボックスで囲うことなく、さざ波模
様の発生を防ぎ表面外観の優れたミニマイズドスパング
ル溶融亜鉛鍍金鋼板を製造することの出来る装置及び方
法を提供することを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段及び作用］この目的を達
成するためのの第１の発明は、鋼帯の連続溶融亜鉛鍍金
に用いる亜鉛浴の上に設けられた気体絞り装置において
、前記装置のノズルを主ノズルとして、その上下に上補
助ノズル及び下補助ノズルとを設け、且つこのノズルの
背後に大気遮蔽板、そして亜鉛鍍金鋼帯の端部に近接し
て並べた整流板とを設けることを特徴とする表面平滑な
溶融亜鉛鍍金鋼板の製造装置である。

第２の発明は鋼帯の連続溶融亜鉛鍍金における気体絞り
装置を用いた鍍金量調整方法において、前記気体絞り装
置のノズルを主ノズルとして不活性気体を使用して亜鉛
付着量調整を行い、主ノズルの上下に設けた上補助ノズ
ル及び下補助ノズルから不活性気体を吹きだし、絞り部
近傍の雰囲気の酸素濃度を１％以下とすることを特徴と
する表面平滑な溶融亜鉛鍍金鋼板の製造方法である。

初めにさざ波模様の発生条件をつぶさに調べると第４図
に示すようになっている。第４図は横軸に亜鉛の付着量
をとり、主ノズルのみを用いて酸素量及びヘッダ圧力を
変えて噴射した場合の、さざ波模様の発生状況を縦軸に
示したものである（◎；全く発生なし、以下○、口、△
、×のＪＩＮ序で発生が増える）、グラフ１１は酸素を
含まない窒素ガスを噴射した場合で、ヘッダ圧力に関係
なくさざ波模様は発生しない。グラフ１２は酸素１％を
含む窒素ガスを、ヘッダ圧力０．２ｋｇ／Ｃｌ１ｌ以下
で噴射した場合で、亜鉛付着量（片面）が１５０　ｇ／
＋ｎ”を越すとさざ波模様が現れてくる。

グラフ１３は酸素１％を含む窒素ガスを、ヘッダ圧力０
．２ｋｇ／ｃｏｔ超えで噴射した場合で、亜鉛付着量が
１００ｇ／ｍ”を越すとさざ波模様が現れてくる。グラ
フ１２と比べるとヘッダ圧力が高くて、少ない付着量で
さざ波模様が現れている。グラフ１４は酸素３％を含む
窒素ガスを、ヘッダ圧力０．２ｋｇ／Ｃｆ１ｌで噴射し
た場合で、亜鉛付着量が１００ｇ／ｍ”に達する以前に
さざ波模様が現れている。グラフ１５は大気（酸素２１
％）を噴射した場合で、ヘッダ圧力に関係なく、亜鉛付
着量が３０　ｇ　／　ｍ”を越すと、さざ波模様が現れ
る。このように、さざ波模様の発生には、亜鉛の酸化、
亜鉛付着量、ヘッダ圧力の三つの要因が関係している。

即ち、亜鉛付着量が１００　ｇ／♂以上であってもヘッ
ダ圧力を小さくし、酸素濃度を１％以下とすればさざ波
模様が現れないことを得た。即ちシールボックスを使っ
て酸素含有率を零にしなくても三つの要因について適当
な条件を組合わせると、さざ波模様の発生を防ぐことが
できることを得た。これらの結果をもとにして本発明に
至ったものである。

本発明の装置においては、（ａ）下補助ノズルのスリッ
ト幅を、主ノズルのスリット幅の１倍以上、４倍以下と
し、下補助ノズルのスリット幅を、主ノズルのスリット
幅の５倍以上１０倍以下とすることが望ましい。

実施例に対応する第３図を用いてその理由について説明
する。第３図は、ノズルスリット幅と取り付は角度を示
した図である。ノズルスリットの幅をｔ、ノズルの向き
と水平とのなす角度を下向き角度θとし、主補助ノズル
のそれらに添え字２を、下補助ノズルのそれらに添え字
３を、下補助ノズルのそれらに添え字４を用いて表示し
た時、次のような関係が望ましい。

下補助ノズルからの吹きたしが主ノズルの噴射よりも強
いと、大気を巻き込む恐れがあるが、弱過ぎても補助ノ
ズルとしての効果は薄れる。下補助ノズルでは、強い吹
きだしは溶融亜鉛を吹拭してしまう恐れがある一方、最
も酸化され易いところを守ために、大量の不活性ガスを
必要とするので、スリット幅を大きくするのが妥当であ
る。

即ち、ｔ２≦ｔ３≦４ｔ２　　　・・・（１）５ｔ２≦ｔ４≦
１０ｔ２　・・・（２）の範囲にあるのが良い。

又（ｂ）下補助ノズルの下向き角度を、主ノズルの下向
き角度以下とし、下補助ノズルの下向き角度を、主ノズ
ルの下向き角度以上、４５°以下とすることが望ましい
。第３図に示すように、ノズルの下向き角についても、
下補助ノズル３では水平より僅かに上向きにして、上方
の大気を巻き込まないようにし、下補助ノズル４では下
方やや遠方まで大気を排除することが望ましく、Ｏｅ≦
θ３≦θ２　　・・・（３） θ２≦θ４≦４５°　・・・（４）の範囲に在るのが良い。

本発明の方法においては、（Ｃ）下補助ノズルからの吹
きだし量を２００　Ｎ　ｎ（／　Ｈｒ以上且つ８００　
Ｎ　ｎ（／　Ｈｒ以下とし、下補助ノズルからの吹きだ
し量を１０００　Ｎ　ｒｄ　／　Ｈｒ以上、且つ２００
０　Ｎ　ｎ（／　Ｈｒ以下とすることが望ましく、又（
ｄ）亜鉛付着量を１００　ｇ　／　ｍ”以上にする場合
に、主ノズルのヘッダ圧力を０．２０ｋｇ／ｃｎｆ以下
とすること、（ｅ）不活性ガスの温度を５０℃以上とす
ることが望ましい。主ノズルからの不活性気体の噴射量
は、目的とする亜鉛付着量によって決まるが、補助ノズ
ルからの吹き出し量は、下補助ノズルよりも下補助ノズ
ルから多く吹き出させた方が良く、下補助ノズルでは一
対で２００〜８０ＯＮｎｍ／Ｈｒ、下補助ノズルでは同
じく一対で１０００〜２０００　ＮｗＡ／Ｈｒ程度が目
安である。

これら不活性ガスの温度は、余りに低いと亜鉛の冷却固
化が早過ぎて付着量調整が難しくなるので、５０℃以上
であることが望ましい。

不活性ガスであれば、種類は閏わず、窒素、アルゴン、
二酸化炭素は勿論、燃焼廃ガス等であってもよい。

本発明の装置、方法において主ノズルから噴射する気体
に不活性ガスを使用するのは亜鉛を酸化させないためで
あり、又、この上下に、上補助ノズル３及び下補助ノズ
ル４と、補助ノズルを設けて不活性ガスを吹き出させる
のは、主ノズル２の噴射カスが周囲の大気を巻き込むこ
とを防ぐためである。更に、上補助ノズル、主ノズル及
び下補助ノズルの背後に大気遮蔽板を配したのは、背後
からの大気の巻き込み混入を防ぐためである。

亜鉛付着鋼帯端部に整流板７を並べて設けるのは、横か
らの大気の巻き込みを防ぐためであり無駄な乱流を生ぜ
させないことによる。

以上のような装置構成によって過剰亜鉛吹拭部及びその
近傍（具体的には鋼帯幅にわたって主ノズル上方１００
ｎ＋ｍから下方２００龍までの間）の雰囲気中の酸素濃
度は１％以下となる。

［発明の実施例］以下に本発明の実施例を図によって説明する。

第１図は本発明の詳細な説明図である。図において亜鉛
浴６の上に、表面平滑な溶融亜鉛鍍金鋼板の製造装置と
して気体絞り装置２０が設けられている。気体絞り装置
２０は一対の主ノズル２と、その上下に一対の上補助ノ
ズル３及び下補助ノズル４と、これらのノズルの背後に
大気遮蔽板５と、そして亜鉛鍍金鋼帯の端部に近接して
平行に整流板７とを具備している。８は鋼帯１の方向を
転換するジンクロールである。

第２図は本発明の主要な構成要件である主ノズルと、そ
の上下に一対の上補助ノズル及び下補助ノズルと、これ
らのノズルの背後に大気遮蔽板と、そして亜鉛鍍金鋼帯
の端部に近接して平行に整流板との関係を示す一部切欠
き要部拡大図である。図において気体絞り装置２１は一
対の主ノズル２と、その上下に一対の上補助ノズル３及
び下補助ノズル４と、これらのノズルの背後に大気遮蔽
板５と、そして亜鉛鍍金鋼帯の端部に近接して並べて整
流板７とを具備している。

第１図、第２図において、鋼板１は連続して亜鉛浴に入
りそこで溶融亜鉛鍍金されてジンクロール６で反転して
立ち上がり、亜鉛浴の上に設け゛た気体絞り装置２１を
通板する。ここにおいて主ノズル２から不活性気体を亜
鉛鍍金された鋼板に吹拭して、その鋼板の亜鉛付着量の
調整を行い、同時にその主ノズルの上下に設けた上補助
ノズル３及び下補助ノズル４から不活性気体を吹きだし
、絞り部近傍の雰囲気の酸素濃度を１％以下として表面
平滑な溶融亜鉛鍍金鋼板を製造する。

第３図は本発明のノズルの動作機構を説明する斜視図で
ある。図において第一に主ノズル２の両端に主ノズルを
水平方向に移動させる駆動機構２１が設けられている。

これによって亜鉛鍍金された鋼板とノズルの間隔を適当
に調節することが出来る。第二に主ノズル２を案内板２
３に沿うて上下方向に移動させる駆動機［２２が設けら
れている。これによって亜鉛鍍金された鋼板を吹拭する
場合の、その鋼板の亜鉛付着量の調整に適した立ち上が
り方向の位置の調節と、上下に設けた上補助ノズル３及
び下補助ノズル４との間隔を調節する。第三に主ノズル
２を臥仰させる駆動機構２４が設けられている。これに
よって亜鉛鍍金された鋼板を吹拭する場合の、その鋼板
の亜鉛付着量の調整に適したノズルのガス吹付は角度を
調節することが出来る。これらの駆動機構はネジ込み方
式や油圧シリンダー等が用いられる。これらの駆動機構
を遠隔操作するための制御装置２５が設けられている。

第３図では主ノズルについて説明したが、同様に上補助
ノズル及び下補助ノズルにも上記のような駆動機構を設
けて、主ノズル、上補助ノズル及び下補助ノズルを組み
合わせによる最適な条件にセットして操作するものであ
る。次に本発明の装置、方法による表面平滑な溶融亜鉛
鍍金鋼板の製造を行った場合の実験例を詳述する。

（実験例）ライン速度８０　ｍ　／　ｒｔｍで、付着量１２０　ｇ
　／　ｒｎ’の溶融亜鉛鍍金鋼板の製造を行った。鍍金
浴はアルミニウムを０．２％含む亜鉛を４６０℃に保っ
た。

気体絞りの条件は次のようであった。

くい）主ノズルスリット幅１．２正、下向き角度Ｏ°、噴出ガス量６０
ＯＮ＋ｎｎｌ／Ｈｒ、先端から鋼帯迄の距離１０龍。

（ろ）主補助ノズルスリット幅４ｆｆ１１１、下向き角０°、吹きだしガス
量２００　Ｎ　ｒｕＡ　／　Ｈｒ　。

（は）下補助ノズルスリット幅１０ｍｍ、下向き角５°、吹きだしガス量８００　Ｎ　ｒｔｄ　／　Ｈｒ。

不活性ガスには窒素を用い、ガス温度は８０℃であった
。

製造中、気体絞り部を観察することが出来、付着址調整
が順調に行われていることを確認しながら操業すること
ができた。

そのあとこの表面平滑な溶融亜鉛鍍金鋼板の亜鉛鍍金層
が凝固する直前に鋼板表面に噴霧状の１％リン酸ソーダ
ー水溶液を吹き付けてスパングルを微細化した。このよ
うにして製造したミニマイズドスパングル溶融亜鉛鍍金
鋼板は、スパングルが極めて小さく、又さざ波模様は全
く見られず、外観の平滑性の非常に優れたものであった
。

［発明の効果］この発明では、シールボックスを使用することなく、主
ノズル、補助ノズル、大気遮蔽板、整流板を具備した構
造によって、ヘッダ圧力や亜鉛付着量等をも考慮して、
酸素濃度を１，０％以下にして、さざ波模様の発生を防
止することが出来る。したがって作業の困難さも解消さ
れ、安定した操業によって、さざ波模様のない外観に優
れた表面平滑な溶融亜鉛鍍金鋼板を製造出来るのでその
効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の装置についての説明図、第
２図は本発明の一実施例を示す装置の一部切り欠き要部
拡大図、第３図は本発明のノズルの動作機構を示す斜視
図、第４図は条件によるさざ波模様発生評価を示す図、
第５図はノズルの断面図である。 ■・・・鋼帯、２・・・主ノズル、３・・・主補助ノズ
ル、４・・・下補助ノズル、５・・・大気遮蔽板、６・
・・亜鉛浴、７・・・整流板、８・・・ジンクロール、９・・・亜鉛鍍金鋼板、１１・
・・酸素を含まない窒素ガスを噴射した場合、１２・・
・酸素１％を含む窒素ガスをヘッダ圧力０．２ｋｇ／ｃ
ｄ以下で噴射した場合、１３・・・酸素１％を含む窒素
ガスをヘッダ圧力０．２ｋｇ／ｃｎｌ超えで噴射した場
合、１４・・・酸素３％を含む窒素ガスをヘッダ圧力０
、：２ｋｇ／ｃｒｄで噴射した場合、１５・・・大気（
酸素２１％）を噴射した場合、２０・・・気体絞り装置
、２１．２２．２４・・・駆動機構、２３・・・案内板、
２５・・・制御装置。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鋼帯の連続溶融亜鉛鍍金に用いる亜鉛浴の上に設
けられた気体絞り装置において、前記装置のノズルを主
ノズルとして、その上下に上補助ノズル及び下補助ノズ
ルを設け、且つこのノズルの背後に大気遮蔽板、そして
亜鉛鍍金鋼帯の端部に近接して並べた整流板とを設ける
ことを特徴とする表面平滑な溶融亜鉛鍍金鋼板の製造装
置。
（２）上補助ノズルのスリット幅を、主ノズルのスリッ
ト幅の１倍以上、４倍以下とし、下補助ノズルのスリッ
ト幅を、主ノズルのスリット幅の５倍以上１０倍以下と
する特許請求の範囲第１項記載の表面平滑な溶融亜鉛鍍
金鋼板の製造装置。
（３）上補助ノズルの下向き角度を、主ノズルの下向き
角度以下とし、下補助ノズルの下向き角度を、主ノズル
の下向き角度以上、４５゜以下とする特許請求の範囲第
１項、又は第２項記載の表面平滑な溶融亜鉛鍍金鋼板の
製造装置。
（４）鋼帯の連続溶融亜鉛鍍金における気体絞り装置を
用いた鍍金量調整方法において、前記気体絞り装置のノ
ズルを主ノズルとして不活性気体を使用して亜鉛付着量
調整を行い、その主ノズルの上下に設けた上補助ノズル
及び下補助ノズルから不活性気体を吹きだし、絞り部近
傍の雰囲気の酸素濃度を１％以下とすることを特徴とす
る表面平滑な溶融亜鉛鍍金鋼板の製造方法。
（５）上補助ノズルからの吹きだし量を２００Ｎｍ＾３
／Ｈｒ以上、８００Ｎｍ＾３／Ｈｒ以下とし、下補助ノ
ズルからの吹きだし量を１０００Ｎｍ＾３／Ｈｒ以上、
２０００Ｎｍ＾３／Ｈｒ以下とする特許請求の範囲第４
項記載の表面平滑な溶融亜鉛鍍金鋼板の製造方法。
（６）亜鉛付着量を１００ｇ／ｍ＾２以上にする場合に
、主ノズルのヘッダ圧力を０．２０ｋｇ／ｃｍ＾２以下
とする特許請求の範囲第４項又は第５項記載の表面平滑
な溶融亜鉛鍍金鋼板の製造方法。
（７）不活性ガスの温度を５０℃以上とする特許請求の
範囲第４項、第５項又は第６項記載の表面平滑な溶融亜
鉛鍍金鋼板の製造方法。