JPH0913157A

JPH0913157A - 溶融金属めっき鋼帯製造装置

Info

Publication number: JPH0913157A
Application number: JP16375395A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Ohara; 顯一大原; Hiroshi Okamoto; 浩志岡本
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1995-06-29
Filing date: 1995-06-29
Publication date: 1997-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】ガス流速を超音速にまで加速できるガスワイピ
ングノズルを備えた溶融金属めっき鋼帯製造装置を提供
する。【構成】ガスワイピングノズル２２の一端に、矢印Ｃ方
向からガスが導入されるガス導入口２２ａを形成した。
ガスワイピングノズル２２のの中央部には、ガス導入口
２２ａから導入されたガスが通過する通過部２２ｂを形
成し、この通過部２２ｂを、ガス導入口２２ａよりも狭
くした。さらに、ガスワイピングノズル２２の他端に
は、ガス通過部２２ｂを通過したガスが吹き出るガス吹
出口２２ｃを形成し、このガス吹出口２２ｃは、ガス通
過部２２ｂよりも広くした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属が満たされた
めっき槽に鋼帯を浸漬し引き上げて溶融金属めっき鋼帯
を製造する溶融金属めっき鋼帯製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼帯の耐食性や耐摩耗性を向上させるた
めに、鋼帯表面を金属でめっきした金属めっき鋼帯が広
く使用されている。この金属めっき鋼帯は、通常、溶融
金属めっきが満たされためっき槽に鋼帯を浸漬し引き上
げて鋼帯表面に溶融金属を付着させ、鋼帯表面に付着し
ている溶融金属を凝固させることにより製造されるもの
であり、鋼帯表面にめっきされる金属としては、亜鉛、
アルミニウム、鉛、錫などが使われる。

【０００３】上記のめっき槽から引き上げられた鋼帯の
表面には、一般に、多めの溶融金属が付着している。こ
のため、めっき槽から引き上げられた鋼帯表面に付着し
ている溶融金属の量が調整される。この調整方法の一つ
として、図１３、図１４に示すようなガスワイピングノ
ズル１，２から鋼帯表面にガスを吹き付けて付着量を調
整する方法が知られている（特開昭６２−１３３０５５
号公報、特開昭６２−１３３０５６号公報、特開昭６２
−１３３０５８号公報、特開平２−２７７７５４号公
報、特開平４−２８５１４７号公報、特開平５−５１７
１５号公報、特開平５−５１７１７号公報、特開平７−
３４２０号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、溶融金属め
っき鋼帯の生産性を向上させるためには、通常、ライン
を高速運転して鋼帯がめっき槽を通過する速度を速くす
る。この場合、通常運転時に比べて単位時間当たりに、
鋼帯表面から絞り落とさなければならない溶融金属量は
多くなる。従って、鋼帯の通過速度を速くする場合は、
ガスワイピングノズルから高速かつ多量のガスを鋼帯表
面に吹き付け、鋼帯表面に付着している溶融金属を絞り
落とし、所定の付着量にする必要がある。

【０００５】しかし、従来のガスワイピングノズルでは
ガス流速を超音速にまで加速できないので、鋼帯表面か
ら絞り落とせる溶融金属の量には限界がある。また、鋼
帯表面に付着している溶融金属の量を少なくして、いわ
ゆる薄目付けにする場合は、ガス流速をいっそう速くし
て多量の溶融金属を鋼帯表面から絞り落とす必要がある
ものの、従来のガスワイピングノズルでは多量の溶融金
属を鋼帯表面から絞り落とすことができない。ライン速
度が速くなる程、単位時間あたりに鋼帯表面に吹き付け
られるガスの量が減少ので、絞り落とせる溶融金属の量
はさらに小さくなる。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑み、ガス流速を超
音速にまで加速できるガスワイピングノズルを備えた溶
融金属めっき鋼帯製造装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の溶融金属めっき鋼帯製造装置は、溶融金属が
満たされためっき槽に鋼帯を浸漬して引き上げ、引き上
げられた鋼帯の表面にガスワイピングノズルを用いてガ
スを吹きつけることにより、鋼帯に付着した溶融金属の
付着量を調整し、付着量が調整された溶融金属を凝固さ
せることにより溶融金属めっき鋼帯を製造する溶融金属
めっき鋼帯製造装置において、上記ガスワイピングノズ
ルが、（１）一端に形成された、ガスが導入されるガス導入口（２）このガス導入口から導入されたガスが通過する中
央部に形成された、このガス導入口よりも狭いガス通過
部（３）このガス通過部を通過したガスが吹き出る他端に
形成された、このガス通過部よりも広いガス吹出口を備
えたものであることを特徴とするものである。

【０００８】ここで、上記ガス導入口と上記ガス通過部
と上記ガス吹出口とを備えたガスワイピングノズルが、
前記めっき槽から引き上げられた鋼帯の幅方向に所定間
隔で複数配列されてなることが好ましい。また、複数の
上記ガスワイピングノズルから吹き出るガスの量と流速
を、それぞれ独立して制御する制御装置を備えることが
好ましい。

【０００９】さらに、上記ガスワイピングノズルが、前
記めっき槽から引き上げられた鋼帯の幅方向に広がるガ
ス吹出口を有するものであることが好ましい。

【００１０】

【作用】本発明の溶融金属めっき鋼帯製造装置のガスワ
イピングノズルでは、ガス通過部はガス導入口よりも狭
く、ガス吹出口はガス通過部よりも広い。従って、この
ガスワイピングノズルは、ラバルノズルと呼ばれるもの
と同様のタイプであり、ガスがガス吹出口から超音速で
吹き出る。この結果、ガス流速を超音速にまで加速でき
ることとなり、生産性を向上させるためにライン速度を
速くしても、多量の溶融金属を鋼帯表面から絞り落とす
ことができる。また、多量の溶融金属を鋼帯表面から絞
り落とすことができるので、薄目付けにも対応できる。

【００１１】ここで、上記ガス導入口と上記ガス通過部
と上記ガス吹出口とを備えたガスワイピングノズルが、
めっき槽から引き上げられた鋼帯の幅方向に所定間隔で
複数配列されてなる場合は、鋼帯表面に付着している溶
融金属を鋼帯幅方向に均一に絞り落とすことができ、こ
のため、ガス流速やガス流量を適切に調整することによ
り、最適かつ均一な溶融金属付着量分布を得られる。

【００１２】また、複数の上記ガスワイピングノズルか
ら吹き出るガスの量と流速を、それぞれ独立して制御す
る制御装置を備えた場合は、例えば、鋼帯エッジ部に吹
き付けられるガスの流速を、鋼帯中心部に吹き付けられ
るガスの流速よりも所定量だけ速くすることができる。
この結果、鋼帯中心部に付着している溶融金属の量と鋼
帯エッジ部に付着している溶融金属の量とをほぼ等しく
できるので、いわゆるエッジオーバーコートを防止でき
る。幅が短い鋼帯に溶融金属めっきを施す場合は、鋼帯
の幅方向に所定間隔で複数配列されたガスワイピングノ
ズルのうち不必要なものを使用しないことによりガス使
用量を低減できる。

【００１３】さらに、上記ガスワイピングノズルが、め
っき槽から引き上げられた鋼帯の幅方向に広がるガス吹
出口を有するものである場合は、鋼帯表面に付着してい
る溶融金属を鋼帯幅方向に均一に絞り落とすことがで
き、このため、ガス流速やガス流量を適切に調整するこ
とにより、最適かつ均一な溶融金属付着量分布を得られ
る。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の溶融金属めっ
き鋼帯製造装置の一実施例を説明する。ここでは、溶融
亜鉛めっき鋼帯製造装置を例にとって説明する。図１は
溶融亜鉛めっき鋼帯製造装置を示す概略構成図である。
溶融亜鉛めっき鋼帯製造装置１０は、溶融亜鉛１２が満
たされためっき槽１４と、このめっき槽１４の内に設置
されたシンクロール１６を備えている。めっきされる鋼
帯は、ここでは、冷延鋼帯１８である。表面が洗浄され
た冷延鋼帯１８は、めっき槽１４に浸漬されるに先立っ
て非酸化性雰囲気中や還元性雰囲気中で加熱され、めっ
きに適した温度に冷却され、スナウト２０によって矢印
Ａ方向からめっき槽１４に浸漬され、シンクロール１６
によって進行方向を矢印Ｂ方向に変えられ、溶融亜鉛が
表面に付着している状態でめっき槽１４から引き上げら
れる。めっき槽１４から引き上げられた冷延鋼帯１８の
表面に付着している溶融亜鉛の量がガスワイピングノズ
ル２２により調整され、ガイドロール２４にガイドされ
て合金化炉２６に搬送され、ここで、冷延鋼帯１８に付
着している亜鉛が合金化され溶融亜鉛めっき鋼帯が製造
される。後述するように、ガスワイピングノズル２２
は、めっき槽１４から引き上げられた冷延鋼帯１８の幅
方向に所定間隔で複数配列されており、各ガスワイピン
グノズル２２から吹き出るガスの量と流速は、それぞれ
独立して制御装置２８によって制御される。尚、溶融亜
鉛の量をガスワイピングノズル２２により調整した後、
冷延鋼帯１８の表面に付着している溶融亜鉛を自然冷却
して溶融亜鉛を凝固させ、溶融亜鉛めっき鋼帯を製造す
ることもある。

【００１５】図２を参照して、図 1に示すガスワイピン
グノズル２２を説明する。ガスワイピングノズル２２の
一端には、矢印Ｃ方向からガスが導入されるガス導入口
２２ａが形成されている。ガスワイピングノズル２２の
の中央部には、ガス導入口２２ａから導入されたガスが
通過するガス通過部２２ｂが形成されており、この通過
部２２ｂは、ガス導入口２２ａよりも狭くなっている。
さらに、ガスワイピングノズル２２の他端には、ガス通
過部２２ｂを通過したガスが吹き出るガス吹出口２２ｃ
が形成されており、このガス吹出口２２ｃは、ガス通過
部２２ｂよりも広くなっている。このように、このガス
ワイピングノズル２２は、ラバルノズルと呼ばれるもの
と同様のタイプであり、ガス導入口２２ａから導入され
たガスがガス吹出口２２ｃから超音速で吹き出る。この
結果、ガス流速を超音速にまで加速できることとなり、
生産性を向上させるためにライン速度を速くしても、多
量の溶融亜鉛を冷延鋼帯１８（図 1参照）の表面から絞
り落とすことができる。また、多量の溶融亜鉛を鋼帯表
面から絞り落とすことができるので、薄目付けにも対応
できる。

【００１６】図３を参照して、ガスワイピングノズル２
２の配列された状態を説明する。ガスワイピングノズル
２２は、めっき槽１４から引き上げられた冷延鋼帯１８
の幅方向に所定間隔で複数配列されている。このため、
ガス流速やガス流量を適切に調整することにより、鋼帯
表面に付着している溶融亜鉛を鋼帯幅方向に均一に絞り
落とすことができ、最適かつ均一な溶融亜鉛付着量分布
にできる。また、上述したように、各ガスワイピングノ
ズル２２から吹き出るガスの量と流速は、それぞれ独立
して制御装置２８によって制御されるので、例えば、冷
延鋼帯１８のエッジ部に吹き付けられるガスの流速を、
冷延鋼帯１８の中心部に吹き付けられるガスの流速より
も所定量だけ速くすることができ、これにより、冷延鋼
帯１８の中心部に付着している溶融亜鉛の量とエッジ部
に付着している溶融亜鉛の量とをほぼ等しくでき、いわ
ゆるエッジオーバーコートを防止できる。また、例え
ば、幅の短い冷延鋼帯に溶融亜鉛めっきを施す場合は、
鋼帯の幅方向に所定間隔で複数配列されたガスワイピン
グノズルのうち不必要なもの（図３の例ではガスワイピ
ングノズル２２’）を使用しないことによりガス使用量
を低減できる。このような制御装置のない従来のスリッ
トノズル型のガスワイピングノズルでは、スリットノズ
ルの一部を覆うバッフルプレートを使用してガスの吹き
出し口の面積を調整していたが、本発明ではバッフルプ
レートは不要である。

【００１７】さらに、ガスワイピングノズル２２を用い
ると、上述したように、ガス流速を超音速にできるの
で、図４に示すように、ガス吹出口２２ｃと冷延鋼帯１
８との距離Ｌを大きくしても、冷延鋼板１８に付着して
いる溶融亜鉛の量を十分に調整できる。このように、ガ
ス吹出口２２ｃと冷延鋼帯１８との距離Ｌを大きくでき
るので、冷延鋼帯１８に振動やＣ反り等の形状不良が生
じていても、冷延鋼帯１８の表面に吹き付けられるガス
流速の偏差が小さくなり、冷延鋼帯１８の各部分におけ
る目付量（溶融亜鉛付着量）差が小さくなる。これによ
り、目付量の下限狙いができ、亜鉛原単位を低減でき
る。

【００１８】次に、図２に示すガスワイピングノズル２
２を図３に示すように複数配列した場合、及び従来のス
リットノズル型のガスワイピングノズルを図３に示すよ
うに複数配列した場合、それぞれの場合において、冷延
鋼帯１８に溶融亜鉛を付着した実験の結果を説明する。
表１に実験条件及び実験結果を示す。

【００１９】

【表１】 ──────────────────────────────────── 評価指数従来法の成績本発明の成績（１）通板速度（目付量３０ｇ／ｍ² ）７０ｍ／分１５０ｍ／分（２）薄目付限界値２５ｇ／ｍ² １５ｇ／ｍ² （３）目付量偏差 σ＝４〜５ｇ／ｍ² σ＝１〜２ｇ／ｍ² （４）亜鉛原単位１５〜２０ｋｇ／ｔ１０〜１５ｋｇ／ｔ（５）ワイピングガス原単位１００〜１２０７０〜９０ｍ³ ／ｔｍ³ ／ｔ（６）幅方向付着量分布図５図６（７）長手方向付着量分布図７図８ ──────────────────────────────────── 表１に示されるように、本発明によれば目付量を３０ｇ
／ｍ² にした場合、通板速度を従来の約２倍にすること
ができた。また、薄目付限界値については、本発明では
従来の約半分にでき、後述する図５から図８までに示す
ように目付量偏差についても、本発明では従来の半分以
下にできた。さらに、亜鉛原単位とワイピングガス原単
位についても、本発明では従来に比べ大幅に減少させる
ことができた。

【００２０】図５から図８までに示す鋼帯幅方向及び鋼
帯長手方向の溶融亜鉛付着量分布について説明する。
又、図９は溶融亜鉛付着量をオンラインで測定する方法
を示す模式図、図１０は溶融亜鉛付着量をオフラインで
測定する方法を示す模式図である。オンライン測定で
は、蛍光Ｘ線を利用して付着量を測定する。図９（ａ）
に示すように、センサ２１が冷延鋼帯１８の幅方向に移
動し、このため搬送中の冷延鋼帯１８に対しては図９
（ｂ）に示すように付着量を測定することとなる。

【００２１】オフライン測定では、図１０に示すように
ストリップからサンプル２５を切抜き、蛍光Ｘ線又は湿
式分析で測定する。図５は、従来のスリットノズル型の
ガスワイピングノズルを図３に示すように複数配列した
場合における、冷延鋼帯１８の幅方向の付着量分布を表
すグラフ、図６は、図２のガスワイピングノズル２２を
図３に示すように複数配列した場合における、冷延鋼帯
１８の幅方向の付着量分布を表すグラフである。また、
図７は、従来のスリットノズル型のガスワイピングノズ
ルを図３に示すように複数配列した場合における、冷延
鋼帯１８の長手方向の付着量分布を表すグラフ、図８
は、図２のガスワイピングノズル２２を図３に示すよう
に複数配列した場合における、冷延鋼帯１８の長手方向
の付着量分布を表すグラフである。図５、図６共に、横
軸は、冷延鋼帯１８の幅を示し、ＯＰはライン操作側、
ＣＥはラインセンター、ＤＲはライン駆動側を表す。ま
た、縦軸は、溶融亜鉛の付着量（ｇ／ｍ²）を表す。図
７、図８共に、横軸は冷延鋼帯１８の長手方向を示し、
縦軸は、溶融亜鉛の付着量（ｇ／ｍ² ）を表す。

【００２２】図５、図６に示されるように、従来のスリ
ットノズル型のガスワイピングノズルを用いる場合に比
べ、図２のガスワイピングノズル２２を用いた場合は、
冷延鋼帯１８の幅方向の付着量分布が良好になった。ま
た、図７、図８に示されるように、従来のスリットノズ
ル型のガスワイピングノズルを用いる場合に比べ、図２
のガスワイピングノズル２２を用いた場合は、冷延鋼帯
１８の長手方向の付着量分布が良好になった。

【００２３】図９を参照して、図２に示すガスワイピン
グノズル２２の変形例を説明する。ガスワイピングノズ
ル２３は、めっき槽１４から引き上げられた冷延鋼帯１
８の幅方向に広がる細長い形状のガス吹出口２３ｃを有
している。これにより、図３に示す複数配列されたガス
ワイピングノズル２２と同様に、冷延鋼帯１８の表面に
付着している溶融亜鉛を鋼帯幅方向に均一に絞り落とす
ことができる。

【００２４】次に、図９に示すガスワイピングノズル２
３を用いた場合、及び従来のスリットノズル型のガスワ
イピングノズル１を図１２に示すように配列した場合、
それぞれの場合において、冷延鋼帯１８に溶融亜鉛を付
着した実験の結果を説明する。表２に実験条件及び実験
結果を示す。図１２においては、ガスワイピングノズル
１のうち、冷延鋼帯１８の両端からはみ出た部分をバッ
フルプレート１９で覆った。

【００２５】

【表２】 ──────────────────────────────────── 評価指数従来法の成績本発明の成績（１）通板速度（目付量３０ｇ／ｍ² ）７０ｍ／分１５０ｍ／分（２）薄目付限界値２５ｇ／ｍ² １５ｇ／ｍ² （３）目付量偏差 σ＝４〜５ｇ／ｍ² σ＝１〜２ｇ／ｍ² （４）亜鉛原単位１５〜２０ｋｇ／ｔ１０〜１５ｋｇ／ｔ ──────────────────────────────────── 表２に示されるように、ガスワイピングノズル２３を用
いると目付量を３０ｇ／ｍ² にした場合、通板速度を従
来の２倍にすることができた。また、薄目付限界値につ
いては、本発明では従来の約半分にでき、付着量分布に
ついては、上述した図５から図８までに示すと同様に本
発明では従来の半分以下にできた。さらに、本発明で
は、亜鉛原単位を従来に比べ大幅に減少させることがで
きた。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の溶融亜鉛め
っき鋼帯製造装置に備えられたガスワイピングノズルで
は、ガス通過部はガス導入口よりも狭く、ガス吹出口は
ガス通過部よりも広いので、ガスがガス吹出口から超音
速で吹き出る。この結果、ガス流速を超音速にまで加速
できることとなり、生産性を向上させるためにライン速
度を速くしても、多量の溶融金属を鋼帯表面から絞り落
とすことができる。また、多量の溶融金属を鋼帯表面か
ら絞り落とすことができるので、薄目付けにも対応でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】溶融亜鉛めっき鋼帯製造装置を示す概略構成図
である。

【図２】図１に示す溶融亜鉛めっき鋼帯製造装置が備え
たガスワイピングノズルを示す断面図である。

【図３】ガスワイピングノズルが冷延鋼帯の幅方向に所
定間隔で複数配列された状態を示す模式図である。

【図４】ガス吹出口と冷延鋼帯との距離を示す説明図で
ある。

【図５】従来のスリットノズル型のガスワイピングノズ
ルを図３に示すように複数配列した場合における、冷延
鋼帯の幅方向の付着量分布を表すグラフである。

【図６】図２のガスワイピングノズルを図３に示すよう
に複数配列した場合における、冷延鋼帯の幅方向の付着
量分布を表すグラフである。

【図７】従来のスリットノズル型のガスワイピングノズ
ルを図１０に示すように配列した場合における、冷延鋼
帯の長手向の付着量分布を表すグラフである。

【図８】図２のガスワイピングノズルを図３に示すよう
に複数配列した場合における、冷延鋼帯の長手方向の付
着量分布を表すグラフである。

【図９】溶融亜鉛付着量をオンラインで測定する方法を
示す模式図である。

【図１０】溶融亜鉛付着量をオフラインで測定する方法
を示す模式図である。

【図１１】図２に示すガスワイピングノズルの変形例を
示す正面図である。

【図１２】従来のスリットノズル型のガスワイピングノ
ズルを用いた実験を示す説明図である。

【図１３】従来のスリットノズル型のガスワイピングノ
ズルの一例を示す模式図である。

【図１４】従来のスリットノズル型のガスワイピングノ
ズルの他の例を示す模式図である。

【符号の説明】

１０溶融亜鉛めっき鋼帯製造装置１２溶融亜鉛１４めっき槽１８冷延鋼帯２２ガスワイピングノズル２２ａガス導入口２２ｂガス通過部２２ｃガス吹出口２３ガスワイピングノズル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融金属が満たされためっき槽に鋼帯を
浸漬して引き上げ、引き上げられた鋼帯の表面にガスワ
イピングノズルを用いてガスを吹きつけることにより、
鋼帯に付着した溶融金属の付着量を調整し、付着量が調
整された溶融金属を凝固させることにより溶融金属めっ
き鋼帯を製造する溶融金属めっき鋼帯製造装置におい
て、前記ガスワイピングノズルが、一端に形成された、ガスが導入されるガス導入口と、該ガス導入口から導入されたガスが通過する中央部に形
成された、該ガス導入口よりも狭いガス通過部と、該ガス通過部を通過したガスが吹き出る他端に形成され
た、該ガス通過部よりも広いガス吹出口とを備えたもの
であることを特徴とする溶融金属めっき鋼帯製造装置。
【請求項２】前記ガス導入口と前記ガス通過部と前記
ガス吹出口とを備えたガスワイピングノズルが、前記め
っき槽から引き上げられた鋼帯の幅方向に所定間隔で複
数配列されてなることを特徴とする請求項１記載の溶融
金属めっき鋼帯製造装置。
【請求項３】複数の前記ガスワイピングノズルから吹
き出るガスの量と流速を、それぞれ独立して制御する制
御装置を備えたことを特徴とする請求項２記載の溶融金
属めっき鋼帯製造装置。
【請求項４】前記ガスワイピングノズルが、前記めっ
き槽から引き上げられた鋼帯の幅方向に広がるガス吹出
口を有するものであることを特徴とする請求項１記載の
溶融金属めっき鋼帯製造装置。