JPH09195022A - 溶融金属めっきの付着量制御方法 - Google Patents

溶融金属めっきの付着量制御方法

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JPH09195022A
JPH09195022A JP777896A JP777896A JPH09195022A JP H09195022 A JPH09195022 A JP H09195022A JP 777896 A JP777896 A JP 777896A JP 777896 A JP777896 A JP 777896A JP H09195022 A JPH09195022 A JP H09195022A
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JP
Japan
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nozzle
coating
wiping
controlling
header pressure
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Pending
Application number
JP777896A
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English (en)
Inventor
Yasutaka Morikawa
容任 森川
Munehiro Ishioka
宗浩 石岡
Yutaka Mihara
豊 三原
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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  • Coating With Molten Metal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワイピングノズルとして超音速が達成できる
ノズル使用して、薄目付、特に高速であっても薄目付を
行うのに好適なめっき付着量制御方法を提供する。 【解決手段】 溶融金属めっき浴を通過したストリップ
の表面に、ワイピングノズルから吐出したガスを吹き付
けて、めっき付着量を制御する溶融金属めっきの付着量
制御方法において、超音速のガス流速を得ることが可能
で且つノズル出口部ギャップを変更することができるワ
イピングノズルを用いて、前記ノズルのヘッダー圧力と
ノズル出口部ギャップとをヘッダー圧力に対してノズル
から吐出したガス流速が超音速になるように制御しなが
らめっき付着量制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属めっき浴
に浸漬後引き上げられて溶融金属めっきが施されたスト
リップの気体絞りによるめっき付着量制御方法、特に薄
目付を行うことができる気体絞りによるめっき付着量制
御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、連続溶融金属めっき鋼板は、鋼
板を連続焼鈍炉を通過させた後、亜鉛やアルミニウムな
どの溶融金属めっき浴中に浸漬し、浴中のシンクロール
を周回させ、鋼板を挟むようにその両側に配置されたサ
ポートロールにより支持しながら上昇させて浴面上に引
上げ、次いで浴面上に設置されたワイピングノズルから
吐出するガスの溶融金属払拭力(以下、ワイピング力と
いう)によりめっきされた鋼板のめっき付着量を所定の
めっき付着量に制御した後、冷却して、あるいはめっき
層の合金化処理を施した後冷却して、製造される。
【0003】めっき付着量制御方法については、既に多
数の方法が開示されている。例えば、特開昭61−14
3573号公報、特開平1−92349号公報、特開平
3−173756号公報、特開平5−171395号公
報等(以下、総称して先行技術1という)に記載されて
いる。先行技術1に記載される方法では、めっき付着量
を、ライン速度、ノズルヘッダー圧力、ノズルとストリ
ップ間距離、浴面からのノズル高さ、ストリップ厚さ等
で関係付けた式を、例えば重回帰式あるいは噴流理論に
基づいて求め、この求めた式を用いてノズルヘッダー圧
力および/またはノズルとストリップ間距離の最適値を
算出してプリセットや計測しためっき付着量に基づきフ
ィードバック制御を行っている。
【0004】ところで、溶融亜鉛めっき鋼板を例に挙げ
ると、45g/m2 程度の薄目付が行われているが、こ
れを下回る薄目付、例えば亜鉛めっき付着量が30g/
2程度を下回るような薄目付を行うこと、特に高速め
っきにより前記した薄目付を行うことが求められてい
る。ライン速度を大巾に低下すればある程度の薄目付を
行うことが可能であるが、ライン速度を大巾に低下する
ことなく高速で薄目付を行うことは容易でない。
【0005】薄目付を行うには、ワイピングノズルから
の吐出ガスのワイピング力を高めことが有効であり、そ
のためには、吐出ガスの密度を上げる方法と吐出ガ
ス流速を高める方法とがある。
【0006】の方法は、ガスの種類を変えることによ
り可能であるが、空気以外のガスを用いてワイピングす
る方法はガスの費用がかかるので、経済的な見地から得
策でないため、一般的には空気が用いられている。
【0007】の方法には、ノズルヘッダー圧力を高め
て吐出ガス流速を上げる方法がある。しかし、通常気体
絞りに用いられるワイピングノズルは、図5(a)、
(b)に示されるように、スリット部が平行なノズル
や、下流になるにつれて細くなるノズル(以下、総称し
て先細ノズルという)であり、この先細ノズルでは標準
大気の場合にはノズルヘッダー圧力が臨界圧力(大気圧
力の1.89倍の圧力)以上であったとしてもガス流速
は音速までしか到達しない。実開平5−754号公報
(以下、先行技術2という)には、前記したノズルの代
わりに、図2(a)に示すノズル形状が末広や(b)に
示す中細先広がりとなるラバルノズルを用いることによ
り、超音速のガス流速を得ることができることが開示さ
れている。なお、図2中の矢印はガスの流れ方向を示
す。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ラバルノズルで超音速
のガス流速を得るには、理論的にはノズルのスロート部
開口間隔と出口部開口間隔との断面開口比は図3に示す
ような関係を満足する必要がある。図3において、横軸
はノズルから吐出したガス流速のマッハ数(吐出ガス流
速/音速)、縦軸はスロート部ギャップ(m)と出口部
ギャップ(n)との断面開口比(n/m)である。断面
開口比が固定されたラバルノズルの場合、超音速のガス
流速が得られるノズルヘッダー圧力は一義的に一定の値
に限定される。ラバルノズルを使用してノズルヘッダー
圧力を変更した場合、超音速のガス流速を得ることがで
きず、ラバルノズルを使用する意味がない。また、ノズ
ルヘッダー圧力を変更した場合、衝撃波が発生するとい
う問題があり、めっき作業環境上の問題もあり好ましく
ない。
【0009】先行技術1に記載されるように、ノズルヘ
ッダー圧力を変更してめっき付着量を制御する方法の場
合、ラバルノズルの使用は効果がなく、むしろ弊害があ
る。従って、先行技術1に記載されためっき付着量制御
方法は、全て先細ノズルを用いる必要があり、ワイピン
グノズルとしてラバルノズルの使用を開示、示唆してい
ない。
【0010】また、先行技術1の実施例に記載される亜
鉛めっき付着量はいずれも40g/m2 程度以上であ
り、本発明において認識しているような30g/m2
下回るような薄目付を行う場合の付着量制御は考慮され
ていない。
【0011】先行技術2に記載される技術には、ラバル
ノズルを使用すれば、超音速のガス流速が得られるとい
う従来より知られている事実が開示されているに過ぎ
ず、このノズルを用いた溶融亜鉛めっきの付着量制御方
法についての具体的な開示、示唆がない。
【0012】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、ワイピングノズルとして超音速が達成でき
るノズルを使用して、薄目付、特に高速であっても薄目
付を行うのに好適なめっき付着量制御方法を提供するこ
とを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段は、溶融金属めっき浴を通過したストリップの表
面に、ワイピングノズルから吐出したガスを吹き付け
て、めっき付着量を制御する溶融金属めっきの付着量制
御方法において、超音速のガス流速を得ることが可能で
且つノズル出口部ギャップを変更することができるワイ
ピングノズルを用いて、前記ノズルのヘッダー圧力とノ
ズル出口部ギャップとをヘッダー圧力に対してノズルか
ら吐出したガス流速が超音速になるように制御しなが
ら、めっき付着量制御を行う溶融金属めっきの付着量制
御方法である。
【0014】超音速を達成することが可能で且つノズル
出口部ギャップを変更することができるワイピングノズ
ルを、ヘッダー圧力とノズル出口部ギャップとを制御す
ることにより、ノズルから吐出するガス流速をめっき付
着量制御に適した任意の超音速域のマッハ数にできる。
従って、ワイピングガスのストリップへの衝突力を高ま
り、薄目付、特にライン速度が高速であっても薄目付を
行うことができる。
【0015】超音速を達成できるノズルとしては、末広
や中細先広がりのラバルノズルを使用することができ
る。ラバルノズルの場合、断面開口比が決まると、この
開口比に応じて超音速が得られるヘッダー圧力はある一
定の圧力に限定される。従って、ヘッダー圧力をノズル
の断面開口比に応じて超音速を達成することができる圧
力に制御し、このヘッダー圧力で常にワイピングを行う
ことが必要である。
【0016】また、ノズルヘッダー圧力を変える場合、
ヘッダー圧力に応じて、ノズルヘッダーから吐出するガ
ス流速が超音速となるようにノズル出口部ギャップを設
定する必要がある。
【0017】ヘッダー圧力とノズルから吐出するガス流
速の間には、図4に示す関係がある。図4で、横軸はノ
ズルから吐出するガス流速のマッハ数(吐出ガス流速/
音速)、縦軸はノズルヘッダー圧力である。ヘッダー圧
力を選定した場合、図4から対応する吐出ガス流速を求
め、この流速に対応するノズルの断面開口比を前記した
図3から求め、この開口比になるようにノズル出口部ギ
ャップを制御する。
【0018】ノズルのヘッダー圧力を計測・制御するこ
とにより、何らかの影響により超音速達成可能なヘッダ
ー圧力から外れた場合にも所定のヘッダー圧力に制御す
ることができ、常に超音速でのワイピングを行うことが
できる。
【0019】ヘッダー圧力は、設定めっき付着量、ライ
ン速度、ストリップ厚さ、ストリップ温度、あるいは設
定めっき付着量と測定めっき付着量との偏差等の制御因
子により関係付けためっき付着量制御式に基づいて、所
定の設定めっき付着量になるようなヘッダー圧力として
算出し、ヘッダー圧力と、このヘッダー圧力から算出し
たノズル出口部ギャップとをその算出した値になるよう
に、プリセット、フィードバック制御等の制御を行うこ
とによりめっき付着量を所定のめっき付着量にすること
ができる。
【0020】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
1を用いて、鋼板に溶融亜鉛めっきを行う場合について
説明する。
【0021】鋼板1は溶融亜鉛めっき浴2に侵入後、シ
ンクロール3を周回し、鋼板の両側に配置されたサポー
トロール4に支持されながら上昇する。浴面上部に設置
されたワイピングノズル5から吐出したガスにより鋼板
1に付着した溶融亜鉛の付着量を制御する。
【0022】ワイピングノズル5はラバルノズルであ
り、このノズルのヘッダー圧力は圧力調整装置6によ
り、ヘッダーから吐出するガス流速が超音速となる所定
の一定圧力になるように制御されている。ノズル出口部
ギャップは、ノズルギャップ調整装置7により任意に調
整するとが可能である。
【0023】演算装置9において、めっき付着量制御式
に基づいて、所定の設定めっき付着量になるような所定
の操業条件に対する最適なヘッダー圧力を算出して、ヘ
ッダー圧力調整装置6とノズルギャップ調整装置7にそ
の信号を送り、超音速が達成できるヘッダー圧力とノズ
ルギャップの調整を行い、所定のめっき付着量になるよ
うにプリセットする。
【0024】また、オンラインでのめっき付着量を計測
し、この信号を演算装置9に送り、演算装置9において
付着量計測装置8により設定めっき付着量と計測めっき
付着量との偏差に基づいて、めっき付着量制御式に基づ
き、所定の操業条件に対する最適なヘッダー圧力の補正
量と補正後のヘッダー圧力でガス流速が超音速となるノ
ズル出口部ギャップとを算出して、ヘッダー圧力調整装
置6とノズルギャップ調整装置7にこれらの信号を送
り、ヘッダー圧力とノズルギャップの調整を行い、所定
のめっき付着量になるようにフィードバック制御を行
う。
【0025】なお、めっき付着量の制御に際して、ノズ
ルと鋼板間距離も付着量制御因子となりうるが、そのた
めに必要なノズル移動装置、ノズルと鋼板間距離計測装
置は図1には示してない。
【0026】付着量制御式は、設定めっき付着量、ライ
ン速度、ノズルと鋼板間距離、ストリップ厚さ、ストリ
ップ温度、あるいは設定めっき付着量と測定めっき付着
量との偏差等の制御因子により関係付けられた式とし
て、重回帰式あるいは噴流理論等に基づいて求められ
る。
【0027】なお、前記した発明の実施の形態の説明は
鋼板に溶融亜鉛めっきを施した場合についてであるが、
本発明は前記以外の金属ストリップに対する溶融金属め
っきについても適用することができる。
【0028】
【実施例】前記した装置を用いて、ワイピングガスの吐
出流速を超音速にするためのラバルノズルとして、入口
部ギャップ1mm、出口部ギャップ1.01mmから
1.115mmまで変更可能な末広ノズルを用いてワイ
ピング実験を行った。このラバルノズルで、ヘッダー圧
力を2.2kg/cm2 Gまで変更し、各ヘッダー圧力
でワイピングガスの吐出流速が超音速になるように出口
部ギャップを調整したところ、マッハ数M=1.4まで
の超音速を達成することができた。
【0029】ライン速度が100mpm、ノズル−鋼板
間距離が6mmで、出口部ギャップを1.01mm、ヘ
ッダー圧力を1.14kg/cm2 Gにした場合には、
めっき付着量32g/m2 が得られた。めっき付着量を
22g/m2 にするために、下記の(1)に記載のめっ
き付着量制御式に基づき、ヘッダー圧力を1.4kg/
cm2 Gに変更し、この圧力で超音速が得られるように
出口部ギャップを1.03mmに変更しワイピングを行
ったところ、オンラインで計測しためっき付着量は23
g/m2 であった。さらに、下記の(2)に記載のめっ
き付着量制御式に基づきヘッダー圧力の修正量を算出し
て、ヘッダー圧力を1.5kg/cm2Gに修正し、こ
の圧力で超音速が得られるように出口部ギャップを1.
04mmに変更してワイピングを行ったところ、所定の
めっき付着量を達成することができた。
【0030】 Cw=a・Pb ・Dc ・Vd ・・・(1) ΔP=a' ・Dc'・Vd'・ΔCwe' ・・・(2) 但し、 Cw:めっき付着量[g/m2 ]、P:ヘッダー圧力
[kg/cm2 G] D:ノズル−鋼板間距離[mm]、V:ライン速度[m
pm] ΔP:ヘッダー圧力の修正量[kg/cm2 G] ΔCw:設定めっき付着量と測定めっき付着量との偏差
[g/m2 ] a 、b 、c 、d 、a' 、c’、d’、e’:係数 めっき付着量制御式には、各種の型式および制御因子が
あるので、本発明の実施に際して用いる付着量制御式
は、前記した(1)式や(2)式で示した型式や制御因
子に限定されることなく、各種の付着量制御式を用いる
ことができる。
【0031】前記ラバルノズルで、ライン速度を100
mpm、ノズル−鋼板間距離を6mm、ヘッダー圧力を
1.5kg/cm2 G、出口部ギャップを1.01mm
とした場合には、同じヘッダー圧力でも超音速のガス流
速が得られなかったため、めっき付着量は26g/m2
に増加した。
【0032】ラバルノズルを効率良く利用するために
は、ヘッダー圧力とギャップを調整して超音速が達成で
きる制御して利用することが必要である。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、超音速ガスによるワイ
ピイングが可能となるので、薄目付のめっき付着量制
御、特にライン速度が高速であっても薄目付のめっき付
着量制御を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を説明するための図
【図2】本発明の実施の形態に用いるラバルノズルを説
明するための図
【図3】ラバルノズルにおけるガス流速と断面開口比と
の関係を説明するための図
【図4】ノズルから吐出するガス流速とヘッダー圧力と
の関係を示す図
【図5】先細ノズルを示す図
【符号の説明】
1:鋼板 2:めっき浴 3:シンクロール 4:サポートロール 5:ワイピングノズル 6:圧力調整装置 7:ノズルギャップ調整装置 8:付着量計測装置 9:演算装置 m スロート部ギャップ n 出口部ギャップ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融金属めっき浴を通過したストリップ
    の表面に、ワイピングノズルから吐出したガスを吹き付
    けて、めっき付着量を制御する溶融金属めっきの付着量
    制御方法において、超音速のガス流速を得ることが可能
    で且つノズル出口部ギャップを変更することができるワ
    イピングノズルを用いて、前記ノズルのヘッダー圧力と
    ノズル出口部ギャップとをヘッダー圧力に対してノズル
    から吐出したガス流速が超音速になるように制御しなが
    ら、めっき付着量制御を行うことを特徴とする溶融金属
    めっきの付着量制御方法。
JP777896A 1996-01-19 1996-01-19 溶融金属めっきの付着量制御方法 Pending JPH09195022A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113667918A (zh) * 2021-07-27 2021-11-19 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 热镀锌带钢镀层厚度切换的控制方法

Cited By (2)

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