JPH09279322A - 溶融めっき鋼管のガスワイピングノズル及び溶融めっき鋼管の製造方法 - Google Patents
溶融めっき鋼管のガスワイピングノズル及び溶融めっき鋼管の製造方法Info
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- JPH09279322A JPH09279322A JP9262096A JP9262096A JPH09279322A JP H09279322 A JPH09279322 A JP H09279322A JP 9262096 A JP9262096 A JP 9262096A JP 9262096 A JP9262096 A JP 9262096A JP H09279322 A JPH09279322 A JP H09279322A
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- slit
- nozzle
- wiping
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 環状ガスワイピングノズル１において、
（スリット−鋼管距離）ＤをスリットギャップＢの少な
くとも２０倍、ワイピング角度θを５０゜を超えさせ
ず、且つリップ長ＬをスリットギャップＢの４〜４５倍
としたことを特徴とする。 【効果】 めっき鋼管がある程度振動しても、良好にワ
イピングが実施でき、めっきの付着量を均一にできる。
また、ノズル圧力がある程度変動しても膜厚への影響が
少なく、めっき鋼管の外観性を高めることができる。
（スリット−鋼管距離）ＤをスリットギャップＢの少な
くとも２０倍、ワイピング角度θを５０゜を超えさせ
ず、且つリップ長ＬをスリットギャップＢの４〜４５倍
としたことを特徴とする。 【効果】 めっき鋼管がある程度振動しても、良好にワ
イピングが実施でき、めっきの付着量を均一にできる。
また、ノズル圧力がある程度変動しても膜厚への影響が
少なく、めっき鋼管の外観性を高めることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は溶融金属めっき鋼管
の外面のめっき付着量を制御するガスワイピングノズル
及びこのノズルを用いためっき鋼管の製造方法に関す
る。
の外面のめっき付着量を制御するガスワイピングノズル
及びこのノズルを用いためっき鋼管の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】溶融金属めっきには亜鉛めっき、アルミ
ニウムめっきが広く実施され、例えば鋼管の溶融亜鉛め
っきは、脱脂・酸洗・フラックス処理を行なった鋼管を
溶融亜鉛槽に浸漬した後、連続的に引き上げ過剰に付着
した溶融亜鉛を払拭することによって鋼管表面に鉄との
合金層を介して所定厚さの亜鉛皮膜を形成する。
ニウムめっきが広く実施され、例えば鋼管の溶融亜鉛め
っきは、脱脂・酸洗・フラックス処理を行なった鋼管を
溶融亜鉛槽に浸漬した後、連続的に引き上げ過剰に付着
した溶融亜鉛を払拭することによって鋼管表面に鉄との
合金層を介して所定厚さの亜鉛皮膜を形成する。
【０００３】過剰に付着した溶融亜鉛の払拭には、一般
に空気あるいは蒸気が用いられる。すなわち、溶融亜鉛
槽から引出した鋼管を、均一なスリット若しくは一定間
隔で開けた細孔を有する環状ノズルに通し、この環状ノ
ズルからのガスジェットにより余剰溶融亜鉛を掻き落と
すというものである。なお、管内面の余剰溶融亜鉛もガ
スジェットで払拭される。亜鉛めっき鋼管の製造装置に
は次に述べる連続式とバッチ式とがある。
に空気あるいは蒸気が用いられる。すなわち、溶融亜鉛
槽から引出した鋼管を、均一なスリット若しくは一定間
隔で開けた細孔を有する環状ノズルに通し、この環状ノ
ズルからのガスジェットにより余剰溶融亜鉛を掻き落と
すというものである。なお、管内面の余剰溶融亜鉛もガ
スジェットで払拭される。亜鉛めっき鋼管の製造装置に
は次に述べる連続式とバッチ式とがある。
【０００４】図１０は従来の連続式亜鉛めっき鋼管製造
装置の原理図であり、溶融亜鉛１０１を満たした溶融亜
鉛槽１０２から、ポンプ１０３でトラフ１０４へ溶融亜
鉛を汲み上げ、溶融亜鉛で満たしたトラフ１０４に、矢
印の如く鋼管１０５を連続的に通すことにより、鋼管１
０５の外面に溶融金属を付着させる装置である。トラフ
１０４を出た鋼管１０５を環状ガスワイピングノズル１
０６にて払拭することにより、めっきの付着量を一定に
する。
装置の原理図であり、溶融亜鉛１０１を満たした溶融亜
鉛槽１０２から、ポンプ１０３でトラフ１０４へ溶融亜
鉛を汲み上げ、溶融亜鉛で満たしたトラフ１０４に、矢
印の如く鋼管１０５を連続的に通すことにより、鋼管１
０５の外面に溶融金属を付着させる装置である。トラフ
１０４を出た鋼管１０５を環状ガスワイピングノズル１
０６にて払拭することにより、めっきの付着量を一定に
する。
【０００５】図１１は従来のバッチ式亜鉛めっき鋼管製
造装置の原理図であり、鋼管１１０を溶融亜鉛槽１１１
に浸漬した後、引き出し装置１１２を構成するローラ１
１３で引き上げ、同時にガスワイピングノズル１１４か
らガスを鋼管の外面に吹き付け、余分に付着した亜鉛を
ワイピングするというものである。管内面についてはノ
ズル１１５からガスを噴射して余分亜鉛をワイピングす
る。
造装置の原理図であり、鋼管１１０を溶融亜鉛槽１１１
に浸漬した後、引き出し装置１１２を構成するローラ１
１３で引き上げ、同時にガスワイピングノズル１１４か
らガスを鋼管の外面に吹き付け、余分に付着した亜鉛を
ワイピングするというものである。管内面についてはノ
ズル１１５からガスを噴射して余分亜鉛をワイピングす
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記連続式、バッチ式
いずれの鋼管製造装置においても、ワイピングノズルを
通過する鋼管の振動は避けられない。ガイドロール等の
振れ止め部材を鋼管外面に接触させると、ワイピング後
の付着金属が剥離したり押圧されて局部的に膜厚が小さ
くなったり、表面疵の原因となる。ガスワイピングノズ
ル１０６，１１４は固定されているのに対して、ガスワ
イピングノズル１０６，１１４を通過中の鋼管１０５，
１１０が振動すると、鋼管１０５，１１０の外面とノズ
ル１０６，１１４との距離が変化し、結果的に付着金属
の膜厚が不均一になる。
いずれの鋼管製造装置においても、ワイピングノズルを
通過する鋼管の振動は避けられない。ガイドロール等の
振れ止め部材を鋼管外面に接触させると、ワイピング後
の付着金属が剥離したり押圧されて局部的に膜厚が小さ
くなったり、表面疵の原因となる。ガスワイピングノズ
ル１０６，１１４は固定されているのに対して、ガスワ
イピングノズル１０６，１１４を通過中の鋼管１０５，
１１０が振動すると、鋼管１０５，１１０の外面とノズ
ル１０６，１１４との距離が変化し、結果的に付着金属
の膜厚が不均一になる。
【０００７】鋼管１０５，１１０の振動に合せてガスワ
イピングノズル１０６，１１４を振動させることも考え
られるが、鋼管１０５，１１０の振動に連動させるには
技術的に困難な点が多数あり、実現するに至っていな
い。また、ガスワイピングノズル１０６，１１４に圧力
変動や乱れがあると、管軸方向のめっき付着量が不均一
になり、特に高い周波数の圧力変動や高ライン速度での
管振動があると、一定ピッチの縞模様が発生し、外観を
損ね商品価値が低下する。ガスワイピングノズル１０
６，１１４の圧力変動を抑えるには、整流装置やバッフ
ァータンクなどを設備すればよいが、設備費が高騰し、
設置面積も大きくなるので好ましいとはいえない。
イピングノズル１０６，１１４を振動させることも考え
られるが、鋼管１０５，１１０の振動に連動させるには
技術的に困難な点が多数あり、実現するに至っていな
い。また、ガスワイピングノズル１０６，１１４に圧力
変動や乱れがあると、管軸方向のめっき付着量が不均一
になり、特に高い周波数の圧力変動や高ライン速度での
管振動があると、一定ピッチの縞模様が発生し、外観を
損ね商品価値が低下する。ガスワイピングノズル１０
６，１１４の圧力変動を抑えるには、整流装置やバッフ
ァータンクなどを設備すればよいが、設備費が高騰し、
設置面積も大きくなるので好ましいとはいえない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】従って、従来はある程度
の付着金属の膜厚不均一や外観の悪さを容認してきた
が、近年の高品質化要求から、膜厚の均一化及び表面の
美麗化を進める必要がある。本発明者らは、振動抑制対
策や圧力変動抑制対策を研究したが、上記の理由によ
り、技術的、コスト的に実現が難しいことから、振動や
圧力変動の存在を前提として、振動や圧力変動の影響を
受けにくい、いわゆる振動や圧力変動に強いガスワイピ
ングノズルを作り出すことに研究の方針を置いた。この
方針で実験及び研究を進めた結果、十分に実用的なガス
ワイピングノズルを作り出すことに成功した。
の付着金属の膜厚不均一や外観の悪さを容認してきた
が、近年の高品質化要求から、膜厚の均一化及び表面の
美麗化を進める必要がある。本発明者らは、振動抑制対
策や圧力変動抑制対策を研究したが、上記の理由によ
り、技術的、コスト的に実現が難しいことから、振動や
圧力変動の存在を前提として、振動や圧力変動の影響を
受けにくい、いわゆる振動や圧力変動に強いガスワイピ
ングノズルを作り出すことに研究の方針を置いた。この
方針で実験及び研究を進めた結果、十分に実用的なガス
ワイピングノズルを作り出すことに成功した。
【０００９】具体的には、請求項１のガスワイピングノ
ズルは、スリットの出口と鋼管との距離が前記スリット
ギャップの少なくとも２０倍で、スリットの鋼管走行方
向に対する角度であるワイピング角度が５０゜を超え
ず、且つ前記スリットの直線部の長さが前記スリットギ
ャップの４〜４５倍であることを特徴とする。請求項１
のガスワイピングノズルを使用すれば、めっき鋼管があ
る程度振動しても、良好にワイピングが実施でき、めっ
きの付着量を均一にできる。また、ノズル圧力がある程
度変動しても膜厚への影響が少なく、めっき鋼管の外観
性を高めることができる。
ズルは、スリットの出口と鋼管との距離が前記スリット
ギャップの少なくとも２０倍で、スリットの鋼管走行方
向に対する角度であるワイピング角度が５０゜を超え
ず、且つ前記スリットの直線部の長さが前記スリットギ
ャップの４〜４５倍であることを特徴とする。請求項１
のガスワイピングノズルを使用すれば、めっき鋼管があ
る程度振動しても、良好にワイピングが実施でき、めっ
きの付着量を均一にできる。また、ノズル圧力がある程
度変動しても膜厚への影響が少なく、めっき鋼管の外観
性を高めることができる。
【００１０】請求項２は、スリットの出口と鋼管との距
離がスリットギャップの少なくとも２０倍で、スリット
の鋼管走行方向に対する角度であるワイピング角度が５
０゜を超えず、且つスリットの直線部の長さがスリット
ギャップの４〜４５倍である環状ガスワイピングノズル
の中央に溶融金属が付着した鋼管を連続的に通過させつ
つ、環状ガスワイピングノズルの内圧を変更すること
で、溶融金属の付着量を制御することを特徴とした溶融
めっき鋼管の製造方法である。ガスワイピングノズルの
内圧を制御するだけで、めっきの付着量をコントロール
することができ、操業性が高まる。また、めっき鋼管が
ある程度振動しても、良好にワイピングが実施でき、め
っきの付着量を均一にできる。さらに、ノズル圧力があ
る程度変動しても膜厚に影響がなく、めっき鋼管の外観
性を高めることができる。
離がスリットギャップの少なくとも２０倍で、スリット
の鋼管走行方向に対する角度であるワイピング角度が５
０゜を超えず、且つスリットの直線部の長さがスリット
ギャップの４〜４５倍である環状ガスワイピングノズル
の中央に溶融金属が付着した鋼管を連続的に通過させつ
つ、環状ガスワイピングノズルの内圧を変更すること
で、溶融金属の付着量を制御することを特徴とした溶融
めっき鋼管の製造方法である。ガスワイピングノズルの
内圧を制御するだけで、めっきの付着量をコントロール
することができ、操業性が高まる。また、めっき鋼管が
ある程度振動しても、良好にワイピングが実施でき、め
っきの付着量を均一にできる。さらに、ノズル圧力があ
る程度変動しても膜厚に影響がなく、めっき鋼管の外観
性を高めることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係るガスワイピングノズル
の断面図であり、環状ガスワイピングノズル１（以下
「ガスワイピングノズル１」又は単に「ノズル１」と記
す。）は、雄ノズル２および雌ノズル３をシム４を介し
てボルト５・・・（・・・は複数個を示す。）で結合し、雄ノ
ズル２と雌ノズル３との間に環状室６を形成し、この環
状室６にガス供給管７を通じてガスを吹込み、環状室６
で均圧したのち、先端のスリット８から鋼管９へ高圧ガ
スを噴射してガスワイピングを実施するノズルである。
前記シム４の厚さを変えることで、スリット８のスリッ
トギャップＢを容易に変更することができる。なお、雄
ノズル２と雌ノズル３との結合はねじ結合であってもよ
い。
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係るガスワイピングノズル
の断面図であり、環状ガスワイピングノズル１（以下
「ガスワイピングノズル１」又は単に「ノズル１」と記
す。）は、雄ノズル２および雌ノズル３をシム４を介し
てボルト５・・・（・・・は複数個を示す。）で結合し、雄ノ
ズル２と雌ノズル３との間に環状室６を形成し、この環
状室６にガス供給管７を通じてガスを吹込み、環状室６
で均圧したのち、先端のスリット８から鋼管９へ高圧ガ
スを噴射してガスワイピングを実施するノズルである。
前記シム４の厚さを変えることで、スリット８のスリッ
トギャップＢを容易に変更することができる。なお、雄
ノズル２と雌ノズル３との結合はねじ結合であってもよ
い。
【００１２】このガスワイピングノズル１において、ス
リット８の出口と鋼管９との間の距離（以下「スリット
−鋼管距離」と記す。）をＤ、スリット８の平行部の長
さ（以下「リップ長」又は「リップの長さ」と記す。）
をＬ、スリット８の鋼管９の走行方向１０に対する角度
であるワイピング角をθとする。以下、各寸法や角度の
適正範囲を調べる。
リット８の出口と鋼管９との間の距離（以下「スリット
−鋼管距離」と記す。）をＤ、スリット８の平行部の長
さ（以下「リップ長」又は「リップの長さ」と記す。）
をＬ、スリット８の鋼管９の走行方向１０に対する角度
であるワイピング角をθとする。以下、各寸法や角度の
適正範囲を調べる。
【００１３】図２はノズル圧力の影響を調べたグラフで
あり、横軸はＤ／Ｂ、即ち（スリット−鋼管距離）／ス
リットギャップの無次元数であり、縦軸はめっき付着量
である。ノズル圧力をパラメータとし、１〜６ｋｇ／ｃ
ｍ2Ｇについて１又は２ｋｇ／ｃｍ2Ｇ毎にグラフ上に記
載したものであり、ノズル圧力が大きいほど直線の傾き
は小さくなっている。
あり、横軸はＤ／Ｂ、即ち（スリット−鋼管距離）／ス
リットギャップの無次元数であり、縦軸はめっき付着量
である。ノズル圧力をパラメータとし、１〜６ｋｇ／ｃ
ｍ2Ｇについて１又は２ｋｇ／ｃｍ2Ｇ毎にグラフ上に記
載したものであり、ノズル圧力が大きいほど直線の傾き
は小さくなっている。
【００１４】目標めっき付着量を３０μｍ、許容幅を±
５μｍとすると、許容めっき付着量は２５〜３５μｍと
なる。グラフに３５μｍ及び２５μｍの線を引き、１ｋ
ｇ／ｃｍ2Ｇの直線との交点をＰ１，Ｐ２、６ｋｇ／ｃ
ｍ2Ｇの直線との交点をＰ３，Ｐ４とする。Ｐ１−Ｐ２
間の距離Ｌ１は横軸目盛で約（８）、Ｐ３−Ｐ４間の距
離Ｌ３は横軸目盛で約（２０）である。すなわち、±５
μｍのめっき付着量が許容される場合、ノズル圧力１ｋ
ｇ／ｃｍ2ＧではＤ／Ｂの許容は±４であるのに対し
て、ノズル圧力６ｋｇ／ｃｍ2Ｇであれば、±１０まで
許容でき、振動に対してはノズル圧力が高いほど強いこ
とになる。
５μｍとすると、許容めっき付着量は２５〜３５μｍと
なる。グラフに３５μｍ及び２５μｍの線を引き、１ｋ
ｇ／ｃｍ2Ｇの直線との交点をＰ１，Ｐ２、６ｋｇ／ｃ
ｍ2Ｇの直線との交点をＰ３，Ｐ４とする。Ｐ１−Ｐ２
間の距離Ｌ１は横軸目盛で約（８）、Ｐ３−Ｐ４間の距
離Ｌ３は横軸目盛で約（２０）である。すなわち、±５
μｍのめっき付着量が許容される場合、ノズル圧力１ｋ
ｇ／ｃｍ2ＧではＤ／Ｂの許容は±４であるのに対し
て、ノズル圧力６ｋｇ／ｃｍ2Ｇであれば、±１０まで
許容でき、振動に対してはノズル圧力が高いほど強いこ
とになる。
【００１５】図３は（スリット−鋼管距離）とスリット
ギャップの関係を調べたグラフであり、横軸はＤ／Ｂ、
即ち（スリット−鋼管距離）／スリットギャップの無次
元数であり、縦軸は鋼管が±０．５ｍｍ振動したときの
めっき付着量偏差である。めっき付着量の許容偏差を１
０％とすると、そのためにはＤ／Ｂを１８にする必要が
あり、若干の誤差を考慮してＤ／Ｂを２０以上とすれば
よい。更に厳しくめっき付着量の許容偏差を５％にする
場合には、Ｄ／Ｂを３５以上にすればよいことが判明し
た。
ギャップの関係を調べたグラフであり、横軸はＤ／Ｂ、
即ち（スリット−鋼管距離）／スリットギャップの無次
元数であり、縦軸は鋼管が±０．５ｍｍ振動したときの
めっき付着量偏差である。めっき付着量の許容偏差を１
０％とすると、そのためにはＤ／Ｂを１８にする必要が
あり、若干の誤差を考慮してＤ／Ｂを２０以上とすれば
よい。更に厳しくめっき付着量の許容偏差を５％にする
場合には、Ｄ／Ｂを３５以上にすればよいことが判明し
た。
【００１６】図４はワイピング角度の影響を調べたグラ
フであり、横軸はノズル圧力、縦軸はめっき付着量であ
る。ワイピング角度θをパラメータとし、２０゜から５
゜又は１０゜飛びにグラフ化したものであり、ワイピン
グ角度が同一のノズルではノズル圧力を大きくするとめ
っき量が減少するが、その勾配は圧力が高いほど緩やか
になる。また、同一のノズル圧力ではワイピング角度が
大きいほどめっき付着量が少なくなる。
フであり、横軸はノズル圧力、縦軸はめっき付着量であ
る。ワイピング角度θをパラメータとし、２０゜から５
゜又は１０゜飛びにグラフ化したものであり、ワイピン
グ角度が同一のノズルではノズル圧力を大きくするとめ
っき量が減少するが、その勾配は圧力が高いほど緩やか
になる。また、同一のノズル圧力ではワイピング角度が
大きいほどめっき付着量が少なくなる。
【００１７】目標めっき付着量を３０μｍとし、３０μ
ｍの線とワイピング角度θ＝２５゜の交点をＰ５、θ＝
４０゜の交点をＰ６とし、点Ｐ５における曲線の傾きを
ａ５、点Ｐ６における曲線の傾きをａ６とすると、ａ５
は約０．３、ａ６は約１．０である。点Ｐ６付近ではノ
ズル圧力が変化するとめっき付着量は大きく変化する。
一方、点Ｐ５付近ではノズル圧力が変化してもめっき付
着量の変化は少ないことが分かる。このことから、ワイ
ピング角度θを小さくしノズル圧力を高める方がノズル
圧力の変動に強いワイピングノズルが得られるといえ
る。
ｍの線とワイピング角度θ＝２５゜の交点をＰ５、θ＝
４０゜の交点をＰ６とし、点Ｐ５における曲線の傾きを
ａ５、点Ｐ６における曲線の傾きをａ６とすると、ａ５
は約０．３、ａ６は約１．０である。点Ｐ６付近ではノ
ズル圧力が変化するとめっき付着量は大きく変化する。
一方、点Ｐ５付近ではノズル圧力が変化してもめっき付
着量の変化は少ないことが分かる。このことから、ワイ
ピング角度θを小さくしノズル圧力を高める方がノズル
圧力の変動に強いワイピングノズルが得られるといえ
る。
【００１８】図５はワイピング角度とめっき付着量偏差
の関係を調べたグラフであり、横軸はワイピング角度、
縦軸はノズル圧力を±０．１ｋｇ／ｃｍ2Ｇ変動させた
ときのめっき付着量偏差である。めっき付着量の許容偏
差を１０％とすると、そのためにはワイピング角度を５
０゜以下にする必要がある。ワイピング角度を４０゜以
下にすると、めっき付着量偏差は６％以下にすることも
可能である。従って、ワイピング角度を５０゜以下、好
しくは４０゜以下にすると、ノズル圧力の変動に強いワ
イピングノズルを得ることができる。
の関係を調べたグラフであり、横軸はワイピング角度、
縦軸はノズル圧力を±０．１ｋｇ／ｃｍ2Ｇ変動させた
ときのめっき付着量偏差である。めっき付着量の許容偏
差を１０％とすると、そのためにはワイピング角度を５
０゜以下にする必要がある。ワイピング角度を４０゜以
下にすると、めっき付着量偏差は６％以下にすることも
可能である。従って、ワイピング角度を５０゜以下、好
しくは４０゜以下にすると、ノズル圧力の変動に強いワ
イピングノズルを得ることができる。
【００１９】次に、本発明者らは、ワイピングガスジェ
ットの圧力変動及びガス流量に及ぼすリップ長の影響に
ついて実験を行なった。具体的には、図１においてスリ
ットギャップＢとリップの長さＬとの比Ｌ／Ｂを変化さ
せたノズルを準備し、このノズルにガスを吹込み、ノズ
ル圧力が安定したときに、ガスジェットの圧力変動をピ
トー管に接続した高応答性圧力計で測定するとともに、
供給ガス流量をオリフィス流量計で測定し、下記算式に
基づいて、ガスジェットの圧力変動率とガス流量減衰率
とを計算した。
ットの圧力変動及びガス流量に及ぼすリップ長の影響に
ついて実験を行なった。具体的には、図１においてスリ
ットギャップＢとリップの長さＬとの比Ｌ／Ｂを変化さ
せたノズルを準備し、このノズルにガスを吹込み、ノズ
ル圧力が安定したときに、ガスジェットの圧力変動をピ
トー管に接続した高応答性圧力計で測定するとともに、
供給ガス流量をオリフィス流量計で測定し、下記算式に
基づいて、ガスジェットの圧力変動率とガス流量減衰率
とを計算した。
【００２０】
【数１】
【００２１】図６はガスジェットの圧力変動率のグラフ
であり、横軸はＬ／Ｂ（リップ長／スリットギャッ
プ）、縦軸はガスジェットの圧力変動率である。Ｌ／Ｂ
を増加する、すなわちリップの長さＬを増すかスリット
ギャップＢを狭くすることにより、流路抵抗が増して整
流効果が顕著となり、圧力変動が低下する。
であり、横軸はＬ／Ｂ（リップ長／スリットギャッ
プ）、縦軸はガスジェットの圧力変動率である。Ｌ／Ｂ
を増加する、すなわちリップの長さＬを増すかスリット
ギャップＢを狭くすることにより、流路抵抗が増して整
流効果が顕著となり、圧力変動が低下する。
【００２２】ガスジェットの圧力変動率を５％以下にす
るには、Ｌ／Ｂを４以上とすればよい。なお、上記圧力
変動率５％は、経験的に決めたことと、曲線の変曲点が
この付近にあり、以降は曲線が寝るために、Ｌ／Ｂを増
加してもそれほど圧力変動率が改善されないこととに基
づいて決定した。
るには、Ｌ／Ｂを４以上とすればよい。なお、上記圧力
変動率５％は、経験的に決めたことと、曲線の変曲点が
この付近にあり、以降は曲線が寝るために、Ｌ／Ｂを増
加してもそれほど圧力変動率が改善されないこととに基
づいて決定した。
【００２３】図７はガス流量減衰率のグラフであり、横
軸はＬ／Ｂ（リップ長／スリットギャップ）、縦軸はガ
ス流量減衰率である。Ｌ／Ｂを増加する、すなわちリッ
プの長さＬを増すかスリットギャップＢを狭くすること
により、流路抵抗が増してガスが流れにくくなり、ガス
流量減衰率が急激に増加する。このガス流量減衰率は１
０％程度に留める必要があり、そのためにはＬ／Ｂを４
５以下にしなければならない。好しくはＬ／Ｂを２０と
してガス流量減衰率を５％以下にする必要がある。以上
の結果、ガス流量を維持しつつ、ガスジェットの圧力変
動を適正に抑えるには、Ｌ／Ｂを４〜４５、好しくは４
〜２０の範囲に設定すべきであることが分かった。
軸はＬ／Ｂ（リップ長／スリットギャップ）、縦軸はガ
ス流量減衰率である。Ｌ／Ｂを増加する、すなわちリッ
プの長さＬを増すかスリットギャップＢを狭くすること
により、流路抵抗が増してガスが流れにくくなり、ガス
流量減衰率が急激に増加する。このガス流量減衰率は１
０％程度に留める必要があり、そのためにはＬ／Ｂを４
５以下にしなければならない。好しくはＬ／Ｂを２０と
してガス流量減衰率を５％以下にする必要がある。以上
の結果、ガス流量を維持しつつ、ガスジェットの圧力変
動を適正に抑えるには、Ｌ／Ｂを４〜４５、好しくは４
〜２０の範囲に設定すべきであることが分かった。
【００２４】すなわち、図２〜図７から、（スリット−
鋼管距離）ＤがスリットギャップＢの少なくとも２０倍
で、ワイピング角度θが５０゜を超えず、且つリップ長
ＬがスリットギャップＢの４〜４５倍であるところのガ
スワイピングノズルが鋼管の溶融めっきに有用である言
える。
鋼管距離）ＤがスリットギャップＢの少なくとも２０倍
で、ワイピング角度θが５０゜を超えず、且つリップ長
ＬがスリットギャップＢの４〜４５倍であるところのガ
スワイピングノズルが鋼管の溶融めっきに有用である言
える。
【００２５】上記構成のガスワイピングノズルを用いた
溶融めっき鋼管の製造方法を説明する。 （スリット−鋼管距離）ＤがスリットギャップＢの少な
くとも２０倍で、ワイピング角度θが５０゜を超えず、
且つリップ長ＬがスリットギャップＢの４〜４５倍であ
るところの環状ガスワイピングノズルの中央に溶融金属
が付着した鋼管を連続的に通過させる。この際に、例え
ば図２に基づいてノズル圧力即ち環状ガスワイピングノ
ズルの内圧を変更すれば、溶融金属の付着量を制御する
ことができる。具体的には、そのときのＤ／Ｂが４０で
あれば、図２中に線ＬＬを立てる。ノズル圧力が２ｋｇ
／ｃｍ2Ｇであればめっき付着量は３８μｍ、３ｋｇ／
ｃｍ2Ｇであればめっき付着量は３０μｍ、６ｋｇ／ｃ
ｍ2Ｇであればめっき付着量は１８μｍとなるので、要
求されためっき付着量に応じてノズル圧力を変更すれば
よい。
溶融めっき鋼管の製造方法を説明する。 （スリット−鋼管距離）ＤがスリットギャップＢの少な
くとも２０倍で、ワイピング角度θが５０゜を超えず、
且つリップ長ＬがスリットギャップＢの４〜４５倍であ
るところの環状ガスワイピングノズルの中央に溶融金属
が付着した鋼管を連続的に通過させる。この際に、例え
ば図２に基づいてノズル圧力即ち環状ガスワイピングノ
ズルの内圧を変更すれば、溶融金属の付着量を制御する
ことができる。具体的には、そのときのＤ／Ｂが４０で
あれば、図２中に線ＬＬを立てる。ノズル圧力が２ｋｇ
／ｃｍ2Ｇであればめっき付着量は３８μｍ、３ｋｇ／
ｃｍ2Ｇであればめっき付着量は３０μｍ、６ｋｇ／ｃ
ｍ2Ｇであればめっき付着量は１８μｍとなるので、要
求されためっき付着量に応じてノズル圧力を変更すれば
よい。
【００２６】
【実施例】本発明に係る実施例を次に説明する。 実施例１及び比較例１；本発明に係る実験例を「実施例
１」、従来技術に係る実験例を「比較例１」とし、実験
条件は次の表に示すとおりとした。
１」、従来技術に係る実験例を「比較例１」とし、実験
条件は次の表に示すとおりとした。
【００２７】
【表１】
【００２８】すなわち共通条件では、鋼管の外径を２
３．４ｍｍ、ライン速度を２００ｍ／ｍｉｎ、ワイビン
グガスを４００℃の空気とした。
３．４ｍｍ、ライン速度を２００ｍ／ｍｉｎ、ワイビン
グガスを４００℃の空気とした。
【００２９】実施例１の個別条件；ノズル圧力を２．２
ｋｇ／ｃｍ2Ｇ、目標めっき付着量を３０μｍ、ワイピ
ングノズルにおけるスリットギャップＢを０．３ｍｍ、
５０゜以下であるべきワイピング角度θを３０゜、ノズ
ル−鋼管距離Ｄを１０ｍｍ、リップ長Ｌを７ｍｍとし
た。この結果、２０以上であるべきＤ／Ｂは３３．３と
なり、４〜４５の範囲であるべきＬ／Ｂは２３．３とな
って十分に条件を満足している。
ｋｇ／ｃｍ2Ｇ、目標めっき付着量を３０μｍ、ワイピ
ングノズルにおけるスリットギャップＢを０．３ｍｍ、
５０゜以下であるべきワイピング角度θを３０゜、ノズ
ル−鋼管距離Ｄを１０ｍｍ、リップ長Ｌを７ｍｍとし
た。この結果、２０以上であるべきＤ／Ｂは３３．３と
なり、４〜４５の範囲であるべきＬ／Ｂは２３．３とな
って十分に条件を満足している。
【００３０】比較例１の個別条件；ノズル圧力を０．４
ｋｇ／ｃｍ2Ｇ、目標めっき付着量を２９μｍ、ワイピ
ングノズルにおけるスリットギャップＢを０．３ｍｍ、
ワイピング角度θを６０゜、ノズル−鋼管距離Ｄを５ｍ
ｍ、リップ長Ｌを２０ｍｍとした。すなわち、Ｄ／Ｂは
１６．７で２０を下回り、また、Ｌ／Ｂは６６．７で４
〜４５の範囲外となる条件とした。
ｋｇ／ｃｍ2Ｇ、目標めっき付着量を２９μｍ、ワイピ
ングノズルにおけるスリットギャップＢを０．３ｍｍ、
ワイピング角度θを６０゜、ノズル−鋼管距離Ｄを５ｍ
ｍ、リップ長Ｌを２０ｍｍとした。すなわち、Ｄ／Ｂは
１６．７で２０を下回り、また、Ｌ／Ｂは６６．７で４
〜４５の範囲外となる条件とした。
【００３１】図８は上記各条件で製造した溶融亜鉛めっ
き鋼管のめっき付着量のばらつきについての比較図であ
り、横軸は鋼管の円周方向の位置（管頂−管底−管頂の
要領で展開したもの）、縦軸はめっき付着量比であり、
実施例１は●、比較例１は○で表わした。比較例１では
めっき付着量比は０．９〜１．２まで変動しており、そ
の変動幅は０．３（３０％）である。これに対して、実
施例１ではめっき付着量比は０．９８〜１．０８まで変
動し、その変動幅は０．１（１０％）に留まり、大幅に
めっき膜厚の均一化が図れたことになる。
き鋼管のめっき付着量のばらつきについての比較図であ
り、横軸は鋼管の円周方向の位置（管頂−管底−管頂の
要領で展開したもの）、縦軸はめっき付着量比であり、
実施例１は●、比較例１は○で表わした。比較例１では
めっき付着量比は０．９〜１．２まで変動しており、そ
の変動幅は０．３（３０％）である。これに対して、実
施例１ではめっき付着量比は０．９８〜１．０８まで変
動し、その変動幅は０．１（１０％）に留まり、大幅に
めっき膜厚の均一化が図れたことになる。
【００３２】図９はめっき鋼管表面の管軸方向の平均粗
さについての比較図であり、横軸は鋼管の円周方向の位
置、縦軸は表面の平均粗さであり、実施例１は●、比較
例１は○で表わした。比較例１では表面の平均粗さは
２．２μｍ〜４．８μｍで平均値が３μｍ強である。こ
れに対して、実施例１では１．５μｍ〜２．３μｍで平
均値が２μｍ弱である。従って、実施例１は平均粗さが
小さいことと、粗さにむらがないことから外面が格段に
綺麗になり商品性が高まっている。
さについての比較図であり、横軸は鋼管の円周方向の位
置、縦軸は表面の平均粗さであり、実施例１は●、比較
例１は○で表わした。比較例１では表面の平均粗さは
２．２μｍ〜４．８μｍで平均値が３μｍ強である。こ
れに対して、実施例１では１．５μｍ〜２．３μｍで平
均値が２μｍ弱である。従って、実施例１は平均粗さが
小さいことと、粗さにむらがないことから外面が格段に
綺麗になり商品性が高まっている。
【００３３】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１のガスワイピングノズルを使用すれば、
めっき鋼管がある程度振動しても、良好にワイピングが
実施でき、めっきの付着量を均一にできる。また、ノズ
ル圧力がある程度変動しても膜厚への影響が少なく、め
っき鋼管の外観性を高めることができる。
する。請求項１のガスワイピングノズルを使用すれば、
めっき鋼管がある程度振動しても、良好にワイピングが
実施でき、めっきの付着量を均一にできる。また、ノズ
ル圧力がある程度変動しても膜厚への影響が少なく、め
っき鋼管の外観性を高めることができる。
【００３４】請求項２によれば、ガスワイピングノズル
の内圧を制御するだけで、めっきの付着量をコントロー
ルすることができ、操業性が高まる。また、めっき鋼管
がある程度振動しても、良好にワイピングが実施でき、
めっきの付着量を均一にできる。さらに、ノズル圧力が
ある程度変動しても膜厚に影響がなく、めっき鋼管の外
観性を高めることができる。
の内圧を制御するだけで、めっきの付着量をコントロー
ルすることができ、操業性が高まる。また、めっき鋼管
がある程度振動しても、良好にワイピングが実施でき、
めっきの付着量を均一にできる。さらに、ノズル圧力が
ある程度変動しても膜厚に影響がなく、めっき鋼管の外
観性を高めることができる。
【図１】本発明に係るガスワイピングノズルの断面図
【図２】ノズル圧力の影響を調べたグラフ
【図３】（スリット−鋼管距離）とスリットギャップの
関係を調べたグラフ
関係を調べたグラフ
【図４】ワイピング角度の影響を調べたグラフ
【図５】ワイピング角度とめっき付着量偏差の関係を調
べたグラフ
べたグラフ
【図６】ガスジェットの圧力変動率のグラフ
【図７】ガス流量減衰率のグラフ
【図８】めっき付着量のばらつきについての比較図
【図９】めっき鋼管表面の管軸方向の平均粗さについて
の比較図
の比較図
【図１０】従来の連続式亜鉛めっき鋼管製造装置の原理
図
図
【図１１】従来のバッチ式亜鉛めっき鋼管製造装置の原
理図
理図
【符号の説明】 １…環状ガスワイピングノズル（ガスワイピングノズ
ル，ノズル）、８…スリット、９…鋼管、Ｂ…スリット
ギャップ、Ｄ…スリットの出口と鋼管との距離（スリッ
ト−鋼管距離）、Ｌ…スリットの平行部の長さ（リップ
長，リップの長さ）、θ…ガスワイピング角度。
ル，ノズル）、８…スリット、９…鋼管、Ｂ…スリット
ギャップ、Ｄ…スリットの出口と鋼管との距離（スリッ
ト−鋼管距離）、Ｌ…スリットの平行部の長さ（リップ
長，リップの長さ）、θ…ガスワイピング角度。
Claims (2)
- 【請求項１】 溶融金属浴に連続的に浸漬した鋼管の外
面に付着した溶融金属の余剰分を払拭して一定厚さの金
属めっき鋼管を製造するために用いる、スリットギャッ
プが一定のスリットを開口した環状ガスワイピングノズ
ルにおいて、スリットの出口と鋼管との距離が前記スリ
ットギャップの少なくとも２０倍で、スリットの鋼管走
行方向に対する角度であるワイピング角度が５０゜を超
えず、且つ前記スリットの直線部の長さが前記スリット
ギャップの４〜４５倍であることを特徴とした溶融めっ
き鋼管のガスワイピングノズル。 - 【請求項２】 スリットの出口と鋼管との距離がスリッ
トギャップの少なくとも２０倍で、スリットの鋼管走行
方向に対する角度であるワイピング角度が５０゜を超え
ず、且つスリットの直線部の長さがスリットギャップの
４〜４５倍である環状ガスワイピングノズルの中央に溶
融金属が付着した鋼管を連続的に通過させつつ、環状ガ
スワイピングノズルの内圧を変更することで、溶融金属
の付着量を制御することを特徴とした溶融めっき鋼管の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9262096A JPH09279322A (ja) | 1996-04-15 | 1996-04-15 | 溶融めっき鋼管のガスワイピングノズル及び溶融めっき鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9262096A JPH09279322A (ja) | 1996-04-15 | 1996-04-15 | 溶融めっき鋼管のガスワイピングノズル及び溶融めっき鋼管の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09279322A true JPH09279322A (ja) | 1997-10-28 |
Family
ID=14059486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9262096A Pending JPH09279322A (ja) | 1996-04-15 | 1996-04-15 | 溶融めっき鋼管のガスワイピングノズル及び溶融めっき鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09279322A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018095892A (ja) * | 2016-12-08 | 2018-06-21 | 新日鐵住金株式会社 | 溶融亜鉛めっき鋼管および溶融亜鉛めっき鋼管の製造方法 |
| US20200171513A1 (en) * | 2017-09-29 | 2020-06-04 | Nippon Steel Corporation | Method for manufacturing gas wiping nozzle and gas wiping nozzle |
-
1996
- 1996-04-15 JP JP9262096A patent/JPH09279322A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018095892A (ja) * | 2016-12-08 | 2018-06-21 | 新日鐵住金株式会社 | 溶融亜鉛めっき鋼管および溶融亜鉛めっき鋼管の製造方法 |
| US20200171513A1 (en) * | 2017-09-29 | 2020-06-04 | Nippon Steel Corporation | Method for manufacturing gas wiping nozzle and gas wiping nozzle |
| US11788179B2 (en) * | 2017-09-29 | 2023-10-17 | Nippon Steel Corporation | Method for manufacturing a gas wiping nozzle |
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