JPH01319662A - 連続溶融めつき装置、及びその方法 - 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〕 本発明は連続溶融めっき装置、及びその方法に係り、特
に銅帯の被めっき面に吹拭ガス髪吹きつけるガス噴射ノ
ズルを備えた連続溶融めっき装置、及びその方法に関す
る。

〔従来の技術〕

連続溶融めっき装置は、第１０図に示すように、還元雰
囲気ダクト６１を通板されたス１−リップ６２をローラ
６３により下方に曲げ、溶融めっき剤６５をプールする
めっき溶槽６４に投入される。

このめっき７容Ｍｉ　６４にはジンクローラ６６が備え
られるが、このジンクローラ６Ｇにょリスｌ−リップ６
２が上方に立上げられる。そして、スＩ−リップ６２に
余分に付着しているめっき剤〔３７は、ノズル６８より
噴出されるガスナイフ７３によりワイピングされ、所定
の厚みのめっき膜に制御されこのように、ガスワイピン
グめっき厚み制御は非接触で行われるので、良好なめつ
き品質の製品を得ることに対し有利である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、最近のめつき製品の需要は、省資源の面から
できるだけめっき膜を薄くすることが望まれる製品が増
加している。

このためには、第１０図に示すガスワイピングノズル６
８の先端とストリップ６９の間の間隔δをできるだけ狭
くして、ノズル先端の開孔７２より噴出されるガスナイ
フのストリップ面に対する衝突流速を低下させないよう
にすることが必要である。

これは、特公昭５５−４８１０１号公報にみられるよう
に、ストリップの湾曲を修正できる装置を設置すること
により、容易となってきている。

そして、」１記の技術を採用することにより、第１０図
のδは１５Ｈ１程度まで狭くすることができ、十分薄い
めっきが可能である。しかし、このようにス）・リップ
に近接されたノズルでは、ノズルの噴出孔の一°部にノ
ズル詰りを発生し易い。

即ち、めっき剤は亜鉛、あるいはＡＱのように、元々付
着し易いものであるため、ノズル先端から噴出される高
速な］○○〜２００　ｍ　／　ｓｅｅのガスナイフによ
り吹き飛ばされためつき剤は、しはしは、第１１図に示
すようにガスワイピングノズル７８の先端に付着し、ノ
ズル詰りを生しさせるためである。このようにノズル詰
りか生しると、めっき製品の表面には筋状の模様が発生
し、製品価値を失うので切り捨る以外に方法はなく、大
幅な歩留り低下を引き起し問題である。

−・方、突然的なノズル噴射口部の目詰りを対しては、
生産性を低下せしめないように、例えば特公昭６０−’
、）８７８５　号公報に記載の如く、複数個の噴射ノズ
ルの中から板状部材の被メツキ面に前記吹拭ガスを吹き
つける１個のガス噴射ノズルを選択てきる構成としたも
のであるが、連続操業中に、前記の突然的なノズル噴射
口部の目ｆ−ｉりを、オペレータが、ツ：（時、細心の
注意をもって、監視して、目詰り発生を発見した際は、
製品となしえない部分が最小になるように、可急的すみ
やかに、ガス噴射ノズルの選択切換が必要であった。

しかしながら、上述の事は、オペレータにとって、かな
りの重労働である。すなわち、高温、大きな騒音、さら
に粉じんの飛散する作業環境で、常時、細心の注意をも
って監視することは、大変な作業であり、作業環境の改
善が望まれている。

また、最低１名は、この監視作業に、従事させなくては
ならず、省力化の望まれている近年、大きな問題として
取り上げられている。

本発明は」二連の点に鑑みなされたもので、その目的と
するところは、突然的なノズル噴射口部に目詰りが生じ
ても、この目詰りをオペレータが常時、細心の注意をも
って監視する必要が無いことは勿論、目詰が発生しても
、製品となしえなり）部分が最小になる様に動作する構
成とし、生産性を低下させない様に省力化を実施できる
連続融めっき装置、及びその方法を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的は、加圧吹拭ガスを供給する中空支持筒の一
端に結合され、板状部Ｈの被めっき面に前記吹拭ガスを
吹きつける前記中空支持筒の軸方向に伸びるガス噴射ノ
ズルを少なくとも２個以北設けて、前記ガス噴射ノズル
を旋回して前記複数個の噴射ノズルの中から前記板状部
材の被めっき面に前記吹拭ガスを吹きつける］−個のガ
ス噴射ノズルを選択できる構成とし、前記複数個の噴射
ノズルに、ノズルの噴出１」部の目詰り検出器をそれぞ
れに設けて、吹拭作業中のノズルか目詰りした際に、そ
れを検出して、目詰りの無いノズルと切換ねる構成とす
ることにより、達成される。

又、ガス噴射ノズル先端に付着するめつき剤を加熱し、
あるいは究極的には融解することによっても一ヒ記目的
は達成される。

加熱融解する手段としては、ガス噴射ノズルのガス噴出
開孔にレーザビームに代表されるような加熱光線を常時
通過させたり、あるいはガス噴射ノズル先端部材を加熱
して、この部分にめっき剤が到達し、詰りか生じようと
しても、これを融解するか、めっき剤を加熱してノズル
先端で冷却凝固することを防止し、ノズル先端に到着し
ためつき剤をノズル先端から常時噴出されるガスナイフ
により吹き飛ばすものである。

〔作用〕

噴射ノズルに取付けられるノズルの噴出口部の目詰り検
出器は、連続めっき操業中の突然的な目詰りを検出し、
それによって、加圧吹拭ガスを供給する中空支持筒の一
端に結合され、板状部制の被めっき面に前記吹拭ガスを
吹きつける前記中空支持筒の軸方向に伸びるガス噴射ノ
ズルを少なくとも２個以上設けたノズルヘッダは、旋回
して、目詰りの無いノズルと切換ねるので、オペレータ
の常時監視を必要せず、また、［１詰が発生しても、製
品となしえない部分を最小となるように動作できるので
、生産性を低下させないで、省力化が可能となる。

また、ノズルの目詰り検出器は、０．５〜２．０ｎｌ１
１と非常に小さいスリン１へギャップで、］ＯＯ’Ｃを
越える高温で、めっき金属のスプッシュが飛散している
雰囲気の中で検出するものであり、鉄鋼設備用ビーｌ、
スイッチとして数多くある中で、下記を満足するものを
、選定して用いることにより、」−記の技術が達成され
る。

１）スリットギャップ０．５〜２．０町Ｉで長さ１００
０〜２０００ｎｉの噴出口の中で検出可能な細く強い光
線であること。

２）空冷及び水冷等の冷却手段を備えて、１００°Ｃを
越える高温に耐えるものであること。

３）めっき金属のスプラッシュが飛散している雰囲気中
、誤検出することのない、強い光線であること。

又、前述のようにノズル先端噴出孔に詰りを生じさせる
めっき剤は、ス１〜リップに付着していた時点では溶湯
状態となっている。しかしこの一部がス１ヘリツブ表面
からガスナイフによりはじき飛ばされ、ノズル先端に到
達し、かつ付着して凝固ノズル開孔部に詰りを生じさせ
るものである。

その際にはこのガスノズル先端に到達しためつき剤に、
加熱エネルギが直ちに与えられるので、当該めっき剤は
凝固してノズル先端間孔部に詰りを生じさせることはな
い。

即ち、ノズル開孔部に到達するめつき剤が丁度融解潜熱
が奪われた程度に、即ち、半凝固状に冷却されたものと
すれば、これを完全に冷却するには以下のような加熱エ
ネルギ必要である。

即ちノズルの開孔部のスリットの間隙は約１１１１であ
るが、ここに通常１　ｎｗｎ　３程度の体積の詰りか生
じる。

これを融解するには融解熱を与えればよいが、これは代
表的な亜鉛の場合に於いて、Ｏ、０，１−ｓｅＧの様な
短時間で融解するのに７０ワツ１へ程度の電力が必要。

従ってこの程度の加熱エネルギを常時与え得るようにし
ておけば、ノズル先端にめっき剤が付着しても直ちに融
解され、あるいは冷却凝固が進むことがなくガスワイピ
ング流により吹きとばすことができるので、ノズル詰り
を生じさせることがない。

〔実施例〕

以下、本発明を第１図、第２図に示した実施例＝１２− を用いて詳細に説明する。

第１図は、本発明の連続溶融メツキ装置の平面図、第２
図は第１図のＡ−Ａ線断面図で、例えば鋼帯などスｈリ
ップ９に対して両側から吹拭ガスを吹きつけることので
きるように左右一対からなるものが示しである。第１図
において、］は溶融めっき液槽、２はガス噴射ノズル３
へ加圧吹拭ガスを供給するノズルヘシダで中空支持筒４
の一端に連結しである。すなわち、図示矢印方向より加
圧吹拭ガスが供給され、中空支持筒４を通過して、ノズ
ルヘッダ２へ流入し、ガス噴射ノズル３へと供給される
。

ところで、ノズルヘツダ２は、第２図に示すように構成
しである。

該図に示す如く、ノズルヘッダ２はそれぞれ、２個のガ
ス噴射ノズル３を備えたものであり、稼働中のガス噴射
ノズル３が突発的に、噴出口部が目詰りを生じ、ガス噴
射ノズル３の交換を必要が生した場合は、ノズルヘッダ
２を連結しである中空支持筒４を１８０°回転させて、
反対側のガス噴射ノズル３を使用するようにして、吹拭
が再開できるものである。

５は、本発明の要素部品であるノズルの噴出口部の目詰
り検出器である。ノズルヘッダ２の両側の中空支持筒４
上に取付けられている。本実施例では、一般の鉄鋼設備
用に用いられる光り透過型（投光器から受光器への光を
、物体か遮光することによって検出するもの。）のもの
を示す。第２図のごとく、ガス噴射ノズル３の周囲は、
１００°Ｃを越える高温でめっき金属のスプラッシュ６
が飛散している雰囲気であるので、ノズルの目詰りが無
い時に、スプラッシュや塵で、遮光されてしまわない強
力な光線を有し、空冷または水冷伺の赤外線半導体レー
ザー式の検出器を選定した。」１記の目詰り検出器５の
透過光７は、ガス噴出口８内を平行に貫通させてあり、
ガス噴出口８にスプラッシュ６等による目詰りが生じる
と、遮光して検出するようにしである。

すなわち、連続稼働中に、ガス噴射ノズルが突発的に噴
出口部８がスプラッシュ６で目詰りを生しると、目詰り
検出器５により検出し、ノズルヘッダ２を連結しである
中空支持筒４を１８０°回転させて、反対側のガス噴射
ノズル３を使用するようにして吹拭が再開される。

」−記した本発明の実施例によれば、従来のように、オ
ペレータが、常時、細心の注意をもって監視する必要が
無く、また、目詰が発生しても、製品となしえない部分
が最小になるように、すみやかに、ガス噴射ノズルの選
択切換が行なえる。

従って、生産性を低下させないで、省力化が可能となる
。また、オペレータ自身も悪環境での常時監視という重
労働も回避できることになる。

なお、」−記した実施例においては、２個のガス噴射ノ
ズル３を設けであるか、（１ｔに、オペレータの常時監
視を回避するためならば、１個としてもよく、また、複
数回のガス噴射ノズル３の不具合に対応できるように２
個以」二とするようにしてもよい。

更に、運転方法としての実施例を第３図、第４図に示す
。第３図は、途中にオペレータ判断を介人させた半自動
操業例である。手工具等で補修可能な場合は、ガス噴射
ノズルを切換えないので成品となしえない部分を最少に
できるが、目詰発生の度にオペレーターの呼出しくアラ
ーム等による。）が必要になるが、他機器オペレイトと
兼務させ、設備全体での省力化は図れる。

また、第４図は、全自動操業例を示す。軽度な目詰りで
、手工具により目詰補修か可能であっても、ノズルを旋
回させ切換を行なうため、第３図に比べて、生産性は、
低下するが、省力化の点では、より効果大である。

上記した実施例では、透過型の赤外線半導体レーザー式
の検出器を用いた場合を示したが、側熱タイプの投光器
とイメージセンサ−の構成とし、特定の大きさ以上の異
物を検出した際に目詰りの無いノズルとの切換を行なう
ようにすれは、操業中に最も適した、検出が可能になる
ように調整が行なえ、誤検出が防止できる。

また、目詰りを検出して、目詰りの無いノズルとの切換
は、設定された特定のタイミングで行な一］６− うようにして、完全な自動化を図ることも可能である。

この場合、歩留りを良くすることを考慮して、銅帯の溶
接接合部が通過するタイミングとすることが良い。

次に、本発明の他の実施例を、第１０図に示すノズルワ
イピングノズルシステムに適用した例を第５図以下によ
り説明する。

第５図に示すものは、ガス噴射ノズル先端をＳｉＣ，Ｎ
ｊＧｒＭ、あるいはＳＵＳ材の発熱体２２で構成し、電
源２４よりこれの両端の端子２３に導線５０を介して電
気エネルギを流し、めっき剤の融点程度の温度に常時加
熱しておくものである。代表的な亜鉛めっきではノズル
先端の発熱体２２は４．２０　’Ｃ前後の温度に加熱さ
れる。

尚、このノズル先端発熱体２２とガス噴出ヘッダ２１間
には熱の移動を防止するように、断熱材２１が挿入され
る。また、ノズルからのガス噴出は導管１１よりガスが
ヘッダ２１に供給され、混合管］Ｏよりこれから２つの
ノズル先端発熱体で形成される狭隙スリット状のノズル
よりス１−リツプ９に噴出される。

第６図は第５図の噴出ノズル先端発熱体３２をヘッダ３
０内に組み入れ、発熱体表面からの放射熱の損失を少な
くぜんとするものである。この場合の断熱Ｍ５２は図の
ように折れ曲ったものとなる。

第７図にはレーザビームによるノズル詰りの融解法を示
す。

レーザビームは周知のように凹面鏡１６と平面鏡１５間
にポンプ］−７により供給される炭酸ガス等のガスに電
源１４によりエネルギを与え、分子の振動を通じて電子
エネルギをビーム１８状に放出するものである。

第７図ではこの放出されたビーム〕８に対し、第８図に
示すようなスリット孔２ｏを設けたビームノズルを設け
、これを前述第１１図のＡ−Ａ断面を示すガスワイピン
グノズルのスリツＩ〜噴出孔１２の長手方向に沿って常
時流すものである。このためのヘッダ６８内混合管１０
のサイ１へ壁はビームを通過させ得るように透明なガラ
ス３５等が組込まれる。

尚、反対側のガスノズルへラダ６８に対しては、第７図
に於いて右側からレーザビーム２０が照射される。

第９図のノズルでは、ノズル先端の部材４０に穴孔４２
を設け、これに高温ガス体を流し、ノズル先端部材を加
熱するようにしており、これによりノズル詰りを防止せ
んとするものである。

この場合にもノズル先端部材４０とヘッダ４１間には断
熱材７０が挿入される。

第９図の例は内部より高温ガスでノズル先端部材を加熱
したが、勿論ノズルの外部より高温ガスを吹き付けて加
熱してもよい。

また、誘導加熱により第９図のノズル先端部材を加熱し
てもよい。

いずれにしても、第５図、第６図、第９図に示した例で
はノズル先端を加熱して、ノズルにめっき剤が凝固付着
することを防止するものである。

これらの場合のノズル先端部材の加熱温度は必ずしもめ
っき剤の融点まで加熱する必要はなく、それ以下であっ
てもノズル先端に到着しためつき剤が更に凝固を進行さ
せ温度を大きく低下することを防止できるものであれば
よいことが判明した。

しかし、めっき剤の融点温度の１／３以−Ｌ程度の温度
に加熱しておくことがノズル詰りを防止する上で有利な
ことが多くの実験を通じて確認できた。

以上のような点より、第５図、第６図、第９図に示すよ
うなノズル先端加熱方式では、たとへぼ、第５図に示す
ように、ノズルの先端の温度を温度計８０で計測してお
き、この計測値に基づいて制御盤８１より指令を出し、
ノズル先端発熱体２２に供給する加熱エネルギを加減制
御することにより、ノズル先端の温度を所定値に保持す
ることが省エネルギの面から有利である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、従来のように、
悪環境下でのオペレータの常時監視という重労働をする
必要が無く、また製品となしえない部分が最小になるよ
うに、すみやかにガス噴射ノズルの選択切換が行なえる
ので、生産性を低下させないで、省力化が図れるという
効果がある。

又、ガス噴射ノズルに到達し付着するめつき剤を加熱エ
ネルギを与えて融解、あるいは加熱してこれをガス噴射
ノズル噴出ガス流により吹き飛ばすので、ノズル先端で
のめっき剤詰りを防止でき、歩留りの高い連続めっき操
業製可能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の連続溶融めっき装置の一実施例の平面
図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図、第４図
は本発明の一実施例の運転フロー説明図、第５図は本発
明の他の実施例を示す斜視図、第６図は第１図に示す装
置におけるノズル先端部の別の実施例を示す断面図、第
７図は加熱ビＡｓによる例を示す図、第８図はレーザ光
のスリット通過法ノズルの例を示す図、第９図は高温ガ
ス加熱による例を示すノズル部の断面図、第］−〇図は
一般的な連続溶融めっき装置な示す断面図、第１１図は
それに採用される従来のノズルを示す断面図である。 ２　ノズルヘシダ、３　ガス噴射ノズル、４　・中空支
持筒、５・　目詰り検出器、７　透過光、８・・ガス噴
出孔、９　ストリップ、１１・導管、１８゜２０−ヒー
ム、２１　断熱材、２２　・発熱体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加圧吹拭ガスを供給する中空支持筒の一端に結合さ
   れ、板状部材の被めつき面に前記吹拭ガスを吹きつける
   前記中空支持筒の軸方向に伸びるガス噴射ノズルを少な
   くとも２個備え、前記ガス噴射ノズルを旋回して前記複
   数個の噴射ノズルの中から前記板状部材の被めつき面に
   前記吹拭ガスを吹きつける１個のガス噴射ノズルを選択
   できる構成とした連続溶融めつき装置において、吹拭作
   業中のノズルが目詰りした際に、目詰りの無いノズルと
   切換えるためにノズル噴出口部の目詰りを検出する目詰
   り検出器を、前記複数個の噴射ノズルにそれぞれ設けた
   ことを特徴とする連続溶融めつき装置。 ２、前記目詰り検出器を、空冷、または水冷等の冷却手
   段と赤外線半導体レーザを用いた透過型としたことを特
   徴とする請求項１記載の連続溶融めつき装置。 ３、前記目詰り検出器を、空冷、または水冷等の冷却手
   段を備えた投光器とイメージセンサーの構成とし、特定
   の大きさ以上の異物を検出した際に目詰りの無いノズル
   との切換を行なうことを特徴とする請求項１記載の連続
   溶融めつき装置。 ４、加圧吹拭ガスを供給する中空支持筒の一端に結合さ
   れ、該中空支持筒の軸方向に伸びる少なくとも２個のガ
   ス噴射ノズルで板状部材の被めつき面に前記吹拭ガスを
   吹きつける際に、前記ガス噴射ノズルを旋回させて前記
   複数個の噴射ノズルの中から１個のガス噴射ノズルを選
   択して前記板状部材の被めつき面に前記吹拭ガスを吹き
   つける連続溶融めつき方法において、吹拭作業中の噴射
   ノズル噴出口部の目詰りを検出して、目詰りの無いノズ
   ルと切換えるようにしたことを特徴とする連続溶融めつ
   き方法。 ５、目詰りを検出してからの目詰りの無いノズルとの切
   換は、設定された特定のタイミングで行なうことを特徴
   とする請求項４記載の連続溶融めっき装置。 ６、設定された特定のタイミングは、板状部材の溶接点
   がガス噴射ノズル前後を通過するタイミングとしたこと
   を特徴とする請求項５記載の連続溶融めつき装置。 ７、板状部材を連続的に溶湯めつき浴にホツトデツプし
   た後、当該板状部材に付着している余分なめつき剤を、
   ガス噴射ノズルより噴出するガスジェットナイフにより
   ワイピングし、所定のめつき厚に制御する連続溶融めつ
   き方法において、前記ガス噴射ノズルの先端噴出孔部に
   付着するめつき剤を、外部より加熱エネルギを付与して
   加熱、あるいは融解することを特徴とする連続溶融めっ
   き方法。 ８、前記ガス噴射ノズル先端のガス噴出孔内に加熱ビー
   ムを通過させ、ノズル先端に付着するめつき剤を融解す
   ることを特徴とする請求項７記載の連続溶融めつき方法
   。 ９、前記ガス噴射ノズルのガス噴出孔先端部材を、外部
   より加熱エネルギを加えて加熱することにより、ノズル
   先端部に付着するめつき剤を加熱、あるいは融解するこ
   とを特徴とする請求項７記載の連続溶融めつき方法。 １０、前記ガス噴射ノズル先端を発熱体で形成し、この
   発熱体に電気エネルギを供給して加熱し、ガス噴射ノズ
   ルに付着するめつき剤を融解することを特徴とする請求
   項９記載の連続溶融めつき方法。 １１、前記ガス噴射ノズル先端を高温ガスを用いて内部
   、あるいは外部より加熱して、ガス噴射ノズルに付着す
   るめつき剤を融解することを特徴とする請求項９記載の
   連続溶融めつき方法。 １２、板状部材を連続的にホットデップする溶湯めつき
   槽と、前記板状部材に付着している余分なめつき剤を、
   噴出するガスジェットナイフによりワイピングし所定の
   めつき厚に制御するガス噴射ノズルとを備えた連続溶融
   めつき装置において、前記ガス噴射ノズルの先端を発熱
   体で構成し、該発熱体に電気エネルギを流して加熱する
   電源を備えていることを特徴とする連続溶融めつき装置
   。 １３、前記発熱体とガス噴出ヘッダとの間に断熱材を設
   けたことを特徴とする請求項１２記載の連続溶融めつき
   装置。 １４、板状部材を連続的にホツトデツプする溶湯めつき
   槽と、前記板状部材に付着している余分なめつき剤を、
   噴出するガスジェットナイフによりワイピングし所定の
   めつき厚に制御するガス噴射ノズルとを備えた連続溶融
   めつき装置において、前記ガス噴射ノズルのガス噴出開
   孔にレーザビームを常時通過させるレーザ発生装置を備
   えていることを特徴とする連続溶融めつき装置。 １５、板状部材を連続的にホツトデツプする溶湯めつき
   槽と、前記板状部材に付着している余分なめつき剤を、
   噴出するガスジエツトナイフによりワイピングし所定の
   めつき厚に制御するガス噴射ノズルとを備えた連続溶融
   めつき装置において、前記ガス噴射ノズルの先端に、該
   ノズル先端部材を加熱するための高温ガス体を流す流通
   穴を設けたことを特徴とする連続溶融めつき装置。