JPH0645854B2 - 美麗ゼロスパングル鋼板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、均一外観を有する美麗なゼロスパングル溶
融亜鉛メッキ鋼板(ゼロスパングル鋼板)の製造方法に関
するものである。

〈従来技術とその課題〉 溶融亜鉛メッキ鋼板の高級品に数えられるゼロスパング
ル鋼板は、第６図に示されるように、被メッキ鋼板１を
亜鉛ポット２内の溶融亜鉛浴３に浸漬した後、シンクロ
ール４で方向を変えて溶融亜鉛浴３から引き上げ、続い
てガイドロール５の直上にあるワイピングノズル６から
の昇圧ガスにて目付量調整を行った後、表層の付着亜鉛
が未凝固の状態のうちに“リン酸アンモニウムを主体と
する薬液”を昇圧空気と共に薬液ノズル７から吹付けて
表層亜鉛が冷却凝固する際のデンドライト平均粒径(ス
パングル径)を視認できない程度にまで小さく抑える工
程を経て製造されている。

ところで、このような連続溶融亜鉛メッキ処理において
は鋼板の板幅方向端部が中央部よりも厚目付となる“エ
ッジオーバーコート”が発生し易いため、その対策とし
て、通常は第７図に示したような“スリット８の鋼板エ
ッジ対向位置に幅広スリット部8′，8′を有したスリッ
トノズル”が用いられている。なお、この他に、第８図
で示す如き“鋼板エッジ対向位置に補助ノズル9，9を備
えたスリットノズル”を用いたり、また第９図に示した
ような“内部ノズル10を設けて鋼板エッジ対向位置での
ガス吹付け方向を中央部方向へ偏らせたスリットノズ
ル”が使用し、かつ吹付けガスの高圧化や高温化を図る
対策も提案されている。

しかしながら、前記第７図や第８図に示したスリットノ
ズルを用いて鋼板エッジ部に吹付けるガス量を多くする
方法では、鋼板の板幅方向端部における付着亜鉛の冷却
凝固を促進することになり、板幅方向中央部を基準に適
正な薬液処理を施そうとすると端部の処理が間に合わず
に未処理となって、外観が均一なゼロスパングル鋼板が
得られないと言う問題があった。

また、第９図に示したような“内部ノズルを備えたスリ
ットノズル”を用いる方法では、ノズル本体のスリット
幅が1.0〜2.0mm程度であるためノズル構造が複雑となる
のを如何ともしがたく（コスト高や保守作業の困難を招
く）、更にガス噴流が板幅方向に不連続となって“線状
オーバーコート”を生じ易いとの問題があった。

そこで、本発明が目的としたのは、エッジオーバーコー
トを生じることなく、しかも板幅方向に均一で美麗なゼ
ロスパングル鋼板を安定製造する方法の提供である。

〈課題を解決するための手段〉 本発明者は、上記目的を達成すべく様々な実験を繰り返
しながら研究を重ねた結果、次の(a)乃至(e)に示すよう
な知見を得るに至った。即ち、 (a) “ワイピングノズルから吹付けられメッキ鋼板面
沿いに流れる昇圧ガス”によるワイピングノズル直下か
ら薬液ノズルにかけてのメッキ鋼板への熱伝達率(抜熱
率)は、板幅方向中央部では、第10図に示す如くノズル
直下において非常に大きいがメッキ鋼板の走行方向に進
むに従って急激に減衰する。これは周囲からの同伴流
（巻込み空気流）によって流速の低下が起こり、熱伝達
率が落ちることによるものである。

(b) これに対して板幅方向端部では、ワイピングノズ
ルのスリット間隔が中央部より大きくなっていて昇圧ガ
ス流量が多い上、メッキ鋼板表面に衝突した昇圧ガスは
中央部から端部方向に向かって排出され易いため、この
部分でのガス流速の低下は殆んど起きず、従って板幅方
向中央部よりも熱伝達率(抜熱率)の減衰が小さい(第10
図参照)。

(c) このため、メッキ鋼板端部は板幅方向中央部に比
して過冷状態となって（例えば板幅中央部が４２０℃で
端部が４１０℃と言った温度分布となる）デンドライト
の成長が起こり始め、メッキ鋼板の板幅方向中央部に照
準を定めて薬液噴霧のタイミングを決めた場合には薬液
処理効果が得られなくなってしまう。

(d) ところが、ワイピングノズル直下から薬液ノズル
の位置にかけて“走行するメッキ鋼板の表面部を覆うカ
バー”を設け昇圧ガスの流路を作ると共に、薬液ノズル
直前にガス吸引装置を配置して昇圧ガス流を強制的に鋼
板表面から排出するようにした場合には、ワイピングノ
ズルからカバー内を通ってメッキ鋼板の走行方向に向か
う昇圧ガスの極めて円滑な流れが生じ、板幅方向中央部
ではカバーに遮られて周囲空気の同伴流がなくなるため
に熱伝達率(抜熱率)が向上する上、板幅方向端部ではカ
バーの両サイドから同伴流が巻き込まれるので熱伝達率
(抜熱率)が低下し、結果的にワイピングノズル直下から
薬液ノズル直下までの冷却能力が板幅方向で等しくなっ
て温度分布の均一化が達成できる。そのため、板幅方向
で均一な薬液処理効果が確保できるようになる。

(e) 更に、実際操業を考慮した場合には前記メッキ鋼
板の表面部を覆うカバーの長さを最短に設定する状況が
多くなるものと考えられるが、このようなときには薬液
ノズル直前のメッキ鋼板部位が所定温度にまで下がらな
いことが懸念される。しかし、このような問題はガス吸
引装置の後方に鋼板冷却用の衝風冷却装置を配置するこ
とで簡単に解決できる。即ち、ガス吸引装置近傍におけ
る昇圧ガスの熱伝達率(抜熱率)は100kcal/m²ｈ℃以下で
あり、一般的な衝風冷却装置を用いるだけでこの値の２
倍以上の温度調整が極めて容易に実施できるからであ
る。

本発明は、上記知見等に基づいてなされたものであり、 「連続的に溶融亜鉛浴中を通過させた鋼板面に昇圧ガス
を吹付けて目付量調整を行い、引き続いてスパングル調
整薬液を吹付けることによりゼロスパングル鋼板を製造
する方法において、第１図及び第２図で例示するよう
に、前記昇圧ガスの噴射ノズル部(ワイピングノズル６)
と薬液の噴射ノズル部(薬液ノズル７)間に、ガス噴射ノ
ズル部から薬液噴射ノズル部へ延びるガス流案内装置11
とガス流吸引装置12とをこの順序で配設し、ワイピング
ノズル６から噴射されてメッキ鋼板表面に衝突した後の
昇圧ガス流を該メッキ鋼板表面に沿わせて鋼板の走行方
向へ円滑に導き、これにより溶融亜鉛目付後のメッキ鋼
板幅方向中央部側を積極的に冷却することで薬液ノズル
部での板幅方向温度分布を均一化するか、或いは、これ
に加えて、第３図及び第４図で示すように前記ガス流吸
引装置12の後方に衝風冷却装置13をも配置してメッキ鋼
板の更なる冷却を図ることにより、ムラの無い美麗なゼ
ロスパングル鋼板を安定製造し得るようにした点」 に特徴を有するものである。

ここで、ガス流案内装置とは、端に走行するメッキ鋼板
面から昇圧ガス流路分を隔てて配置されただけの覆い板
（例えば板幅が1000〜1800mmの鋼板を処理する場合には
幅が600〜1200程度のメッキ鋼板）であっても良く、走
行するメッキ鋼板面に沿って流れる昇圧ガス流の板幅方
向中央部付近の流速が同伴流の影響等で低下しないよう
にするものであれば格別な制限はない。

また、ガス流案内装置を覆い板とした場合には、走行す
るメッキ鋼板表面と該覆い板との間隙を10〜２０mmに設
定するのが好ましい。なぜなら、実際操業においてはメ
ッキ鋼板の“板反り”や“板振れ”が周期的に発生する
ためメッキ鋼板表裏面で覆い板との間隙が異なる状態が
生じ、その結果として表裏面で望ましい鋼板温度に維持
できなくなるという問題が生じがちであるが、メッキ鋼
板表面と該覆い板との間隙が１０〜２０mmの範囲では昇
圧ガス流による熱伝達率(抜熱率)向上効果の変動がなく
安定するので、メッキ鋼板表裏面の温度調整も安定化す
るためである。

第５図は“走行するメッキ鋼板表面と前記覆い板との間
隙”と“熱伝達率(抜熱率)向上効果”との関係を示した
グラフであるが、この第５図からも上記間隙を１０〜２
０mmに設定することで効果が安定することが分かる。

そして、衝風冷却装置としては、第４図で示したような
多数の円形ノズル孔から空気等の冷却気体を吹き出すも
の(記号13を符してある)等、一般的なもので十分であ
る。

〈作用〉 さて、前記第１図において、通常のゼロスパングル鋼板
製造時におけると同様に被メッキ鋼板(鋼帯)1は溶融亜
鉛浴３に浸漬され、シンクロール４にて方向を変えられ
た後、ガイドロール5，5で矯正されつつワイピングノズ
ル５からの昇圧ガスにて所定の目付量に調整される。

続くワイピングノズル６と薬液ノズル７との間にはガス
流案内装置11とガス流吸引装置12とが配設されており、
ガス流吸引装置12でメッキ鋼板面上のガス流を吸引・排
出しながらゼロスパングル処理が施されるので、ワイピ
ングノズル６からガス流案内装置11内を通ってガス流吸
引装置12へ流れる鋼板表面に沿った円滑な昇圧ガス流が
形成され、第１図及び第２図（第１図の要部を鋼板面に
直角の方向から見た概略図）の矢印で示したように、ワ
イピングノズル６からメッキ鋼板の板幅方向中央部に噴
射された昇圧ガスは、鋼板表面に衝突した後ガス流案内
装置11に導かれてその内側を鋼板表面に沿い鋼板走行方
向に向かってスムーズに流れて鋼板の温度を下げる。そ
して、ガス流案内装置11が存在するので同伴流を巻込む
ことがなく、それによる流速の低下が起こすことはな
い。従って、前述の第７図に示した如く比較的大きい熱
伝達率(抜熱率)を維持することとなる。

一方、ワイピングノズル６からメッキ鋼板の両板幅方向
端部へ噴射された昇圧ガスは、鋼板走行方向に流れる過
程で周囲からの同伴流を巻込みながら同様の冷却を行
い、板幅中央部を流れた昇圧ガスと共にガス流吸引装置
12から強制的に排出される。ただ、この場合には同伴流
を巻込んで流速の低下を起こすため、熱伝達率(抜熱率)
は板幅中央部に比べて低い値になる。

その結果、ワイピングノズル６直下から薬液ノズル７直
下までの昇圧ガス流の冷却能力は板幅方向で等しくな
り、通常では板幅方向両端部の過冷が起きがちなメッキ
鋼板は薬液ノズル７の直前で板幅方向に均一な温度分布
を有することとなって、ムラの無い薬液処理効果の確保
が可能となる。従って、非常に美麗なゼロスパングル鋼
板が得られる。

また、操業条件の変動により、設置したガス流案内装置
11のカバー長さ（操業上最短に設定される）では薬液ノ
ズル７に達するまでにメッキ鋼板が所定温度に冷却され
ない事態が見込まれる場合には、第３図及び第４図で例
示したような設備を使用するのが良い。この場合、前記
と同様に板幅方向に均一な温度分布とされてガス流吸引
装置12の下を通り抜けたメッキ鋼板の部位は、衝風冷却
装置13からの昇圧ガス(例えば圧縮空気等)流を受けて適
正温度にまで容易に冷却され（昇圧ガス流の流量はメッ
キ鋼板温度に応じて調整弁で調整される)、適切な薬液
処理効果の確保がなされる。

そして、上記処理を施すに当っては、メッキ鋼板表面と
ガス流案内装置11のカバー間の間隙を10〜２０mmに設定
すれば、多生の板反りや板振れが生じてもワイピングノ
ズル６からの昇圧ガスによる熱伝達率(抜熱率)向上率が
鋼板の表裏面で同等に維持されるようになるので、薬液
処理効果の均一性が一段と安定することは既に述べた通
りである。

次に、実施例によって本発明の効果を具体的に説明す
る。

〈実施例〉 実施例 １ 前記第１図及び第２図で示したようなゼロスパングル鋼
板製造設備を用い、第１表に示す条件でゼロスパングル
鋼板の製造を行った。

なお、本発明例として使用したワイピングノズルは第７
図で示したタイプで、中央部スリット間隔が1.0mm、端
部スリット間隔が1.5mmの極く一般的なものであった。
また、ガス流案内装置のカバーにはメッキ鋼板を適用し
た。

この時の、薬液ノズルの直前における板幅方向 温度差を第１表に併せて示した。勿論、従来例の結果は
ガス流案内装置とガス流吸引装置とを設置しない設備で
得られたものであることは言うまでもない。

第１表に示される結果からも明らかなように、本発明法
によると操業条件の異なる場合でも案内装置の走行方向
へのカバー長さを変更することで、薬液ノズルの直前に
おいて板幅方向に均一な温度分布を達成できることが分
かる。そして、均一な外観を有する非常に美麗なゼロス
パングル鋼板が安定して得られることも確認された。

実施例 ２ 前記第３図及び第４図で示したようなゼロスパングル鋼
板製造設備を用い、第２表に示す条件でゼロスパングル
鋼板の製造を行った。

なお、本発明例として使用したワイピングノズル及びガ
ス流案内装置は実施例１におけると同様タイプのもので
あり、また衝風冷却装置としては、第４図で略示したよ
うな多円状ノズル孔を備えた圧縮空気吹付けタイプのも
の(多円状ノズル孔径：22mm，ノズル間ピッチ：105mm，
メッキ鋼板面とノズル間の距離：100mm，冷却面長さ：5
00mm）で、出口流速を３５〜８０ｍ/secの間で変えるこ
とによりメッキ鋼板の板幅方向及び表裏面に均一な温度
分布をガス流案内装置のカバー長さ一定の条件で達成す
るよう務めた。

この時の、薬液ノズルの直前における板幅方向及び表裏
面の温度差(目標温度に対する差)を第２表に併せて示し
た。ここで、従来例の結果はガス流案内装置，ガス流吸
引装置及び衝風冷却装置を設置しない設備で得られたも
のであることは実施例１の場合と同様である。

第２表に示される結果からも明らかなように、本発明法
によると、操業条件の異なる場合でも案内装置のカバー
長さ一定の条件で薬液ノズルの直前部位のメッキ鋼板に
板幅方向及び表裏面にて均一な温度分布を達成できるこ
とが分かる。そして、この状態での薬液処理によって均
一な外観を有する非常に美麗なゼロスパングル鋼板が安
定して得られることが確認された。

〈効果の総括〉 以上に説明した如く、この発明によれば、通常のワイピ
ングノズルを変更することなく、そのエッジオーバーコ
ートの抑制効果を確保したままで板幅方向に均一な薬液
処理が達成できるため、非常に品質の高い美麗なゼロス
パングル鋼板を安定して製造することが可能となるな
ど、産業上極めて有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す概略説明図である。 第２図は、第１図の要部説明図である。 第３図は、本発明の別の実施例を示す概略説明図であ
る。 第４図は、第３図の要部説明図である。 第５図は、“メッキ鋼板表面とガス流案内装置のカバー
との間の間隙”と熱伝達率(抜熱率)向上効果との関係を
示したグラフである。 第６図は、従来法の概略説明図である。 第７図，第８図及び第９図は、それぞれ従来のワイピン
グノズルの斜視図である。 第10図は、昇圧ガス流の鋼板走行方向における熱伝達率
(抜熱率)を示したグラフである。 図面において、 １……被メッキ鋼板，２……亜鉛ポット， ３……溶融亜鉛浴，４……シンクロール， ５……ガイドロール，６……ワイピングノズル， ７……薬液ノズル，８……スリット， ８′……幅広スリット部，９……補助ノズル， 10……内部ノズル，11……ガス流案内装置， 12……ガス流吸引装置，13……衝風冷却装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連続的に溶融亜鉛浴中を通過させた鋼板面
   に昇圧ガスを吹付けて目付量調整を行い、引き続いてス
   パングル調整薬液を吹付けることによりゼロスパングル
   鋼板を製造する方法において、前記昇圧ガスの噴射ノズ
   ル部と薬液の噴射ノズル部間に“ガス噴射ノズル部から
   薬液噴射ノズル部へ延びるガス流案内装置”と“ガス流
   吸引装置”とをこの順序で配設し、これによってノズル
   から噴射され鋼板表面に衝突した後の昇圧ガス流を該鋼
   板表面に沿わせて鋼板の走行方向に導き、溶融亜鉛目付
   後鋼板の幅方向中央部側の冷却を促進させて幅方向での
   温度分布を均一化することを特徴とする、美麗ゼロスパ
   ングル鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】連続的に溶融亜鉛浴中を通過させた鋼板面
   に昇圧ガスを吹付けて目付量調整を行い、引き続いてス
   パングル調整薬液を吹付けることによりゼロスパングル
   鋼板を製造する方法において、前記昇圧ガスの噴射ノズ
   ル部と薬液の噴射ノズル部間に“ガス噴射ノズル部から
   薬液噴射ノズル部へ延びるガス流案内装置”，“ガス流
   吸引装置”並びに“衝風冷却装置”をこの順序で配設
   し、これによってノズルから噴射され鋼板表面に衝突し
   た後の昇圧ガス流を該鋼板表面に沿わせて鋼板の走行方
   向に導き、溶融亜鉛目付後鋼板の幅方向中央部側の冷却
   を促進させて幅方向での温度分布を均一化することを特
   徴とする、美麗ゼロスパングル鋼板の製造方法。