JPH042756A - 連続溶融めっきにおけるガスワイピング方法 - 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、連続溶融亜鉛めっき、連続溶融アルミニウム
めっき等の溶融金属めっきにおいて、ストリップエツジ
からのスプラッシュの発生を抑制して、表面が美麗なめ
っき鋼板を製造するためのガスワイピング方法に関する
。

（従来の技術） 連続溶融金属めっきは、一般に、フラックス法あるいは
水素還元法等で表面活性化処理を行った鋼板を溶融金属
に浸漬した後、過剰に付着した溶融金属を除去し、鋼板
表面に鉄との合金層を介して所定厚さの金属皮膜を形成
するものである。過剰に付着した溶融金属を払拭する方
法としては、古くは、溶融金属めっき浴の直上に設けた
一対の溝付きロールで鋼板を挟み込み過剰な溶融金属を
払拭するロールワイピング法が用いられていた。

しかし、高速で操業すると板切れを起こし易い、めっき
鋼板に表面疵ができ易い、薄目付ができない、等の問題
があった。

その後、ガスワイピング法が開発され、ロールワイピン
グ法に比べ目付の均一性、薄目付性、高速性、制御性等
に優れていることから、現在ではほとんどの連続溶融め
っき設備にガスワイピング法が採用されている。

近年、自動車用あるいは家電用防錆鋼板としての溶融亜
鉛めっき鋼板の需要増にともなって、表面品質の向上、
特に表面の美しさが強く要求されるようになってきた。

一方、ガスワイピング法による溶融めっき鋼板の表面品
質低下の原因の一つに、ストリップエツジから発生する
スプラッシュの問題がある。すなわち、高速高圧ガスワ
イピングにおいては、第２図に示すようにストリップエ
ツジから発生したスプラッシュ４がワイピングジェット
（−点鎖線はワイピングジェットの中心線を示す）によ
り巻き上げられ、ワイピングノズル３１．３２やワイピ
ング後のストリップ２に付着し、これらを汚染する。

スプラッシュ４のワイピングノズル３１．３２への付着
は、ワイピングジェットを遮ったりジェットに乱れを生
じさせ、その部分の絞り性の低下によりストリップ表面
に線状オーバーコートやめつきむらを発生させ、製品の
品質を低下させる。また、スプラッシュ４がワイピング
後のストリップ２に付着すると、点状のスプラッシュ疵
となり、やはり製品の品質が低下する。したがって、ス
トリップエツジからのスプラッシュ発生の防止が必要で
ある。

このストリップエツジからのスプラッシュの発生に対し
て、従来は生産性を犠牲にしてスプラッシュが発生しな
い低ライン速度で操業を行っていた。

また、金属めっきではないが、化成処理等の塗布液のガ
スワイピング時のスプラッシュ発生防止用ノズルとして
、特公昭６２−１６１３９号公報にはノズルの先端角度
およびワイピングジェットの噴射角度を規定したワイピ
ングノズルが提案されている。

さらに、スプラッシュのワイピングノズルへの付着防止
対策としては、特開昭６３−４４８号公報に記載される
ワイピングノズルのジェット噴出口先端部の表面に炭素
、窒素、はう素、珪素等のイオンを打込み溶融金属に対
する濡れ性を低下させたノズル、実開昭６２−１９４７
５５号公報、実開昭６２−２０３２６０号公報、実開昭
６２−２０３２６１号公報に記載されるワイピングノズ
ルの外面およびスリット内面にセラミックスまたは耐熱
ガラスをコーティングし、スプラッシュが付着するのを
防止したノズル等が提案されている。

また、ノズル幅方向あるいはノズル前後方向に移動可能
で、ノズルスリットギャップより僅かに薄い板状片をノ
ズル内部に設置し、ノズルスリットギャップにスプラッ
シュが付着したときに前記板状片をノズルスリットギャ
ップに沿って移動させるクリーニング装置も提案されて
いる。

（発明が解決しようとする課Ｉり しかしながら、ストリップエツジからスプラッシュが発
生しない低ライン速度で操業する方法は、前述したよう
に生産性の低下を来し好ましくない。

特公昭６２−１６１３９号公報記載の発明では、ノズル
の先端角度を規定するとともにワイピングジェットのス
トリップへの衝突入射角度を７０〜３０”すなわちスト
リップに垂直な線に対して下向きに２０〜６０″として
いる。このように下向きワイピング角度が大きくなると
、第３図に示すように浴面からのスプラッシュ５の発生
が激しくなり、このスプラッシュ５によりワイピングノ
ズルやストリップが汚染されるという問題がある。さら
に浴面スプラッシュ５の発生は、作業性の悪化を招くと
いう問題もある。

また、特開昭６３−４４８号公報、実開昭６２−１９４
７５５号公報、実開昭６２−２０３２６０号公報、実開
昭６２２０３２６１号公報に記載のイオン注入をしたり
、セラミックスや耐熱ガラスをコーティングしたワイピ
ングノズルについては、前述のスプラッシュのノズルへ
の付着に起因する線状オーバーコートは減少するが、ワ
イピング後のストリップに直接付着するスプラッシュの
防止対策にはならず、ワイピングノズルの製作コストも
上昇する。

表面が美麗な製品を高速で製造するためには、ストリッ
プエツジからのスプラッシュの発生を防止する対策を講
するのが第一に必要であるが、発生したスプラッシュが
ワイピングノズルやワイピング後のストリップに付着し
ない方策を講することも重要である。

本発明の目的は、スプラッシュの発生を抑制すると同時
に、たとえ発生しても、スプラッシュが巻き上げられて
ワイピングノズルやワイピング後のストリップを汚染し
ないガスワイピング方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者は、ストリップエツジからのスプラッシュ発生
に関して、溶融金属の代わりに水を用いたモデル実験に
より種々の検討を行った結果、以下の知見を得た。

■　ストリップエツジからのスプラッシュは、第４図に
示すようにライン速度が速いほど、またノズル圧力が高
いほど発生しやすい、なお、同図中の実線はストリップ
エツジからスプラッシュが実質的に発生しない限界のラ
イン速度およびノズル圧力を示している。

■　ストリップエツジからのスプラッシュ発生限界ライ
ン速度およびスプラッシュ発生限界ノズル圧力は、後述
するようにワイピング角度”）トの噴射角度（ワイピン
グ角度）を下向きにするほど増大する。しかし、ワイピ
ング角度をストリップに垂直な線に対して３０１以上下
向きにすると、浴面からのスプラッシュ発生が激しくな
る。

■　ストリップエツジからのスプラッシュは、後述する
ようにストリップの表側および裏側に噴射されるそれぞ
れのワイピングジェットの中心線とストリップとの交点
を上下に所定距離以上離した方が発生しにくい。

本発明は上記の知見にもとずいてなされたもので、その
要旨は「ストリップを挟むように設置された一対のガス
ワイピングノズルを、それぞれのワイピングジェットが
ストリップに垂直な線に対して下向きにθ〜３０°の角
度でストリップに衝突するように設け、それぞれのワイ
ピングジェットの中心線とストリップとの交点が少なく
ともワイピングノズルのスリットギャップ以上離れるよ
うにしてワイピングジェットを噴射させることを特徴と
する連続溶融めっきにおけるガスワイピング方法」にあ
る。

第１図は、鋼板の連続溶融亜鉛めっきを例として、本発
明方法を実施するにあたってのワイピングノズルの配置
の一例を示した図である。同図において、溶融亜鉛浴１
から連続的に引き上げられるストリップ２を挟んで設置
された一対のワイピングノズル３１．３２から噴射され
るワイピングジェット（−点鎖線はワイピングジェット
の中心線を示す）によりストリップ２に付着した過剰の
溶融亜鉛が払拭されるのであるが、ワイピングノズル３
１．３２はワイピングジェットがストリップ２に垂直な
線に対して下向きになす角θが０〜３０１になるように
調整されている。さらに、ワイピングノズル３１．３２
は、ワイピングノズル３１（表ノズルという）から噴射
されるワイピングジェットの中心線（図中の一点鎖線（
ａ））とストリップとの交点Ａと、ワイピングノズル３
２（稟ノズルという）から噴射されるワイピングジェッ
トの中心線（図中の一点鎖線（ロ））とストリップとの
交点Ｂとの距離（以下、「段差」という）がワイピング
ノズルのスリットギャップ以上になるように配置されて
いる。なお、スリットギ中ツブとは、細いスリット形の
ガスワイピングノズルの先端におけるスリット幅をいう
。

（作用） 本発明のガスワイピング方法において、ガスワイピング
ノズルを、それぞれのワイピングジェットがストリップ
に垂直な線に対して下向きにθ〜３０°の角度でストリ
ップに衝突するように設けたのは、以下の理由による。

第５図は、モデル実験の結果で、下向きワイピング角度
を変化させた場合のノズル圧力、ライン速度およびエツ
ジスプラッシュ発生限界（図中の実線）の関係を示す図
である。この実線では、表ノズルと裏ノズルのワイピン
グジェットに段差はつけていない、この図から、下向き
ワイピング角度を大きくするほどスプラッシュを発生さ
せることなくライン速度を大きくすることが可能である
ことがわかる。

しかし、下向きワイピング角度が３０°を紹えると、第
３図に示したようにワイピング後ストリップに沿って流
下するワイピングジェット（−点鎖線はワイピングジェ
ットの中心線を示す）による浴面からのスプラッシュ５
の発生が激しくなる。

さらに、ワイピングノズルの先端とストリップとの距離
を一定にして下向きワイピングを行うと、ワイピングジ
ェットがストリップへ衝突するまでの距離が長くなり、
ワイピングジェットの減衰による絞り力低下で日付量が
増大する。したがって、下向きワイピングにより水平ワ
イピングと同一の目付量を得るためには、ノズル圧力を
増加させるか、ノズルをストリップへ近接させることが
必要になって（る、ノズル圧力の増加は、ストリップエ
ツジからのスプラッシュ発生の増加を招くので、ノズル
をストリップへ近接させるのがよい、しかし、下向きワ
イピング角度が３０°以上になると、ノズルとストリッ
プとの距離をｌ抛■以下にしなければならず、ストリッ
プの反りや振動等を考慮するとノズルとストリップとの
距離を１０＋ａｍ以下にすることはかなり難しい。

以上の理由から、ストリップエツジからのスプラッシュ
の発生を抑制するための下向きワイピング角度は、０〜
３０°が適当である。

それぞれのワイピングジェットの中心線とストリップと
の交点が少なくともワイピングノズルのスリットギャッ
プ以上離れるようにしてワイピングジェットを噴射させ
るのは、表ノズルと稟ノズルのワイピングジェットがス
トリップエツジの部分で衝突すると、渦や乱れが発生し
て、複雑な流れとなり、スプラッシュの発生を助長する
とともに巻き上げも激しくなるからである。したがって
、表裏ワイピングジェットがストリップエツジの部分で
衝突しないように段差を付けることが、ストリップエツ
ジからのスプラッシュの発生と巻き上げの抑制に有効で
ある。

第６図は、モデル実験の結果で、段差を変化させた場合
のノズル圧力、ライン速度およびエツジスプラッシュ発
生限界（図中の実線）の関係を示す図である。同図にお
いて、段差はワイピングノズルのスリットギャップに対
する比（段差比という）で表している。また、ワイピン
グ角度はいずれも下向きに１５°である。この図から、
段差はワイピングノズルのスリットギャップ以上にする
と効果があり、段差比が大きいほど有効であることがわ
かる。

第７図は、同じくモデル実験の結果で、第１図に示した
配置（表ノズルからのワイピングジェットが裏ノズルか
らのワイピングジェットよりも上方でストリップに衝突
する）のワイピングノズルを用い、表裏のノズル圧力を
変化させて差厚めつきを行った場合のエツジスプラッシ
ュの発生状況を示す図である。ワイピング角度は下向き
１５゜段差比は３である。また、図中の一点鎖線は表裏
のノズル圧力が同じ場合である。この図から、裏ノズル
の圧力を表ノズルの圧力より高くした方が、すなわち、
高圧側のワイピングジェットが低圧側のワイピングジェ
ットより下方でストリップに衝突するように設置した方
がストリップエツジからのスプラッシュ発生の抑制に有
効であることがわかる。

上記のように、ガスワイピングノズルを、ワイピングジ
ェットが下向きに０〜３０″の角度でストリップに衝突
するように設け、さらに、ストリップの表ノズルと稟ノ
ズルからのワイピングジェットをストリップエツジの部
分で衝突させず、ノズルのスリットギャップ以上の段差
を付けてやることによって、ストリップエツジからのス
プラッシュの発生を抑制し、また、たとえ発生してもス
プラッシュの巻き上げを抑制して表面が美麗なめっき鋼
板を製造することができる。

（実施例１） 連続溶融亜鉛めっき鋼板製造設備において、第１図に示
したようにワイピングノズルを配置し、表裏ノズルのワ
イピング角度および段差を変化させて等厚めっき（日付
量６０〜７５ｇ／＠”　）を行い、スプラッシュおよび
ストリップ表面疵の発生状況を調査した。なお、本実施
例は、ノズルスリットギャップＩＩＩｆｉ、ノズルとス
トリップとの距離１０〜１５１、浴面からのノズル高さ
３５０ｍｍ　、ノズル圧力０．４〜０．５ｋｇ／ｃｍ’
、ライン速度７５〜８０１１／１ｌｉｎで行った。

調査結果を従来法と比較して第１表に示す、同表から明
らかなように、本発明方法を適用することにより、スト
リップエツジからのスプラッシュの発生が抑制され、表
面疵の極めて少ないめっき鋼板が得られた。

（実施例２） 連続溶融亜鉛めっき鋼板製造設備において、第１図に示
したように、表ノズルからのワイピングジェットが裏ノ
ズルからのワイピングジェットよりも上方でストリップ
に衝突するようにワイピングノズルを配置して差厚めつ
き（目付量３０／６０ｇ／ｍ”）を行い、スプラッシュ
およびストリップ表面疵の発生状況を調査した。なお、
本実施例ではワイピング角度を下向き１５°、段差５Ｉ
ＩＩＩとし、ノズル圧力以外は前記実施例１の等厚めっ
きと同じ条件で行った。

調査結果を従来法と比較して第２表に示す。同表から明
らかなように、段差をつけることにより表面疵の発生は
減少しく本発明例７および８）、さらに、ワイピングジ
ェットのストリップとの衝突点が低い裏ノズルの圧力を
高くする方がスプラッシュによる表面疵が発生しにくい
ことがｉ認された（本発明例８）。

（発明の効果） 連続溶融めっきにおいて、本発明のガスワイピング方法
を適用することによりストリップエツジからのスプラッ
シュの発生を抑制するとともに、スプラッシュの巻き上
げを抑えることができる。

従って、スプラッシュによるワイピングノズルやストリ
ップの汚染を防止し、線状オーバーコートやスプラッシ
ュ疵のない表面が美麗なめっき綱板を製造することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施するためのワイピングノズルの
配置の一例を示す模式図である。 第２図および第３図は、従来法におけるスプラッシュの
発生状況を示す模式図である。 第４図〜第７図は、モデル実験により求めたストリップ
エツジからのスプラッシュ発生限界におよぼす各操業条
件の影響を示す図で、第４図はノズル圧力およびライン
速度とエツジスプラッシュ発生限界との関係を示す図、
第５図は下向きワイピング角度を変化させた場合のノズ
ル圧力およびライン速度とエノジスプラツンユ発生限界
との関係を示す図、第６図は段差を変化させた場合のノ
ズル圧力およびライン速度とエツジスプラッシュ発生限
界との関係を示す図、第７図は表ノズル圧力および裏ノ
ズル圧力とエツジスプラッシュの発生状況との関係を示
す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ストリップを挟むように設置された一対のガスワイピン
   グノズルを、それぞれのワイピングジェットがストリッ
   プに垂直な線に対して下向きに０〜３０゜の角度でスト
   リップに衝突するように設け、それぞれのワイピングジ
   ェットの中心線とストリップとの交点が少なくともワイ
   ピングノズルのスリットギャップ以上離れるようにして
   ワイピングジェットを噴射させることを特徴とする連続
   溶融めっきにおけるガスワイピング方法。