JPH11217659A - 冷却したメッキ金属の栓を使用する溶融メッキ装置及び溶融メッキ方法 - Google Patents
冷却したメッキ金属の栓を使用する溶融メッキ装置及び溶融メッキ方法Info
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Abstract
ールを使用する必要がなく、浴内に溶融メッキ金属を封
じ込めるだけでなく、ストリップ通過開口を通って溶融
メッキ金属が漏れたり滴下したりすることのない溶融メ
ッキプロセスを提供すること。 【解決手段】 溶融メッキ装置は、浴の頂面より低い位
置にあるストリップ通過、開口43を有する容器38に
溶融メッキ金属の浴40を有している。鋼帯2プは、ス
トリップ通過開口43と溶融メッキ金属の浴40を通っ
て伸びる経路に沿って導入され、鋼帯32に金属をメッ
キする。凝固したメッキ金属からなる栓46がストリッ
プ通過開口43の下流側の鋼帯32を囲み、移動する鋼
帯32に対して実質的に静止している。栓46は、鋼3
2が経路に沿って移動するのは妨げないが、浴内の溶融
メッキ金属がストリップ通過開口43を通って漏れるの
を防止する。栓46を形成し且つ保持するためにストリ
ップ通過開口43の下流側のメッキ金属を冷却し、栓4
6に接する下流側の溶融金属メッキ浴を加熱するための
手段が備えられている。
Description
ストリップに、亜鉛もしくはアルミニウムまたはそれら
の合金のような金属を溶融メッキすることに関し、さら
に詳しくは、溶融メッキ金属の浴中に浸漬した一つ以上
のストリップガイドロールが不要である溶融メッキプロ
セスに関する。
は、亜鉛またはアルミニウムのような金属でメッキされ
て耐腐食性や耐酸化性が改善される。鋼帯にメッキする
一つの方法は、溶融メッキ金属の浴に鋼帯を浸漬する方
法である。従来の溶融メッキ方法は連続的であり、予備
処理として、金属で鋼帯をメッキする前に前処理が必要
である。前処理は鋼帯へのメッキ付着力を改善する。前
処理は、制御された雰囲気での予備加熱処理か、または
鋼帯の表面を無機物の融剤で被覆する融剤塗布処理のい
ずれかである。
後、高温で溶融メッキ浴に導入される。例えば、亜鉛ま
たは亜鉛合金からなる溶融メッキ浴の場合には、鋼帯温
度は、溶融メッキ金属と同じ温度(450℃(842°
F))である。前処理が融剤塗布処理であると、鋼帯は
大気温度から450°F(232℃)までの範囲の温度
で溶融メッキ金属の浴に導入される。
の溶融メッキ法では、溶融メッキされるときの鋼帯の方
向を変えるか、または鋼帯をガイドするための一つ以上
の水中ガイドロールを有する溶融メッキ金属の浴でメッ
キする必要がある。さらに、鋼帯は、通常、上方から溶
融メッキ金属の浴に入り、下方に移動し、下方から上方
へ鋼帯の方向を変える一つ以上の水中ガイドロールを通
過し、上方へ移動しつつ鋼帯は溶融メッキ金属の浴から
引き上げられる。
たガイドロールを使用することから発生する。これらの
問題に関しては、「溶融メッキ方法及びその装置」とい
う名称の特許出願08/822, 782に詳細に記載さ
れている。そして、その特許出願に記載されていること
は、参考のために本明細書に引用されている。
用を止めようという取り組みがなされている。この場
合、鋼帯は浴を保有する容器に設けられたストリップ開
口を通って溶融メッキ金属中に導入される。その開口は
浴表面の下方にあり、鋼帯は、垂直または水平である直
線路に沿って開口と浴に導入される。直線路に沿って浴
内に鋼帯を導くことができれば、浴を通過するときに鋼
帯の方向を変えるための水中ガイドロールは不要にな
る。
有する容器の底部かまたは浴表面より下方の容器の側壁
に設けられており、浴内の溶融金属がその開口を通って
漏れるのを防止するための手段が施されている。
メカニカルシールを施すものが知られている。このメカ
ニカルシールは、鋼帯がストリップ通過開口を通って下
流側に移動するときに鋼帯の側面に密着するもので、そ
のために、シールが摩耗または損傷して、開口を通って
溶融メッキ金属が漏れることがある。メカニカルシール
に関する他の問題は、メカニカルシールの取り付けられ
た箇所と下流側との間においてメッキ金属浴に大きな熱
勾配が生じたり、浴を凝固させたり、メッキ品質に関す
る問題が生じたり、鋼帯のメッキ厚さに不均一が生じる
ということである。
隣接して電磁装置を設けたものがあり、電磁力により強
制的に溶融金属を開口から引き離そうとするものであ
る。開口に電磁装置を設ければ、摩耗(メカニカルシー
ルで見られる)は問題にならない。電磁装置は、浴中の
溶融金属の殆どが浴から漏れないようにするものである
(封じ込め)。しかし、ストリップ開口、特にその開口
の端部を通って浴内の溶融金属が多少漏れたり、滴下し
たりすることがある。ある場合には、封じ込めは98%
以上に達するが、いずれにせよ、多少とも漏れるという
ことは問題である。
題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、水中
ガイドロールを不要にし、メカニカルシールを使用する
必要がなく、浴内に溶融メッキ金属を封じ込めるだけで
なく、ストリップ通過開口を通って溶融メッキ金属が漏
れたり滴下したりすることのない溶融メッキプロセスを
提供することにある。
に本発明は、浴内のメッキ金属を凝固させるための浴栓
を設けることとしている。その栓は、ストリップ通過開
口から下流側に延び、開口に接する下流側のストリップ
を囲み、ストリップに対しては実質的に静止している。
その栓は開口を通って浴内の溶融金属が漏れるのを防止
するが、ストリップの浴内の移動は妨げない。
接する下流側の容器内の金属を冷却することによって栓
を形成し、ストリップがメッキされる間、その栓を保持
するプロセスを含んでいる。そのプロセスは、栓の下流
側にある溶融金属を加熱するプロセスも含んでいる。そ
の加熱工程の特徴は、栓の大きさ(長さ)を制御し、安
定した浴温を維持することにある。
プ通過開口から下流側に延びる比較的狭い部分と、狭い
部分の下流側に位置する比較的広い部分を有している。
栓は、ストリップ通過開口から狭い部分内に延びてお
り、加熱工程は栓に接する下流側で実行される。
工程によって得られる加熱効果が制御され、加熱工程に
おいて浴内に導入される熱量が冷却工程において浴から
除去される熱量を補償する。冷却工程の冷却効果と加熱
工程の加熱効果は、重要な浴温を安定に維持するように
バランスしている。加熱工程は、また冷却工程の冷却効
果以外の要因による種々の熱ロスを補償する。種々の熱
ロスは、溶融金属浴から浴を保有する容器壁面と大気中
への熱ロスも含んでいる。容器が耐火材料からなると
き、種々の熱ロスは無視できるほどである。
して、ストリップと、浴を通るストリップの移動を利用
する。冷却効果は、ストリップが浴を通る移動速度とス
トリップの温度の影響を受ける。望ましい冷却効果は、
ストリップがストリップ通過開口に入るとき、ストリッ
プの温度がメッキ金属の融点よりも低いことによって得
られる。冷却効果は、ストリップがストリップ通過開口
に入るときの温度を調節し、且つストリップの速度を実
質的に変化しないように維持することによって制御する
のが好ましい。
としてストリップ通過開口に接する下流側に位置する冷
却要素を使用する。この実施形態において、ストリップ
は、基本的に溶融金属浴を保有する容器の上流側に延び
ている冷却要素内の通路を移動し、浴に対するストリッ
プ通過開口は冷却要素内の通路の上流端にある。冷却要
素は、冷却流体が循環する複数の冷却流路を備えてい
る。冷却流体は冷却要素内を循環し、冷却要素によって
得られる冷却効果は冷却流体が循環する冷却流路の数を
調節することによって制御される。
の実施形態がある。その実施形態の一つは、栓に接する
下流側のメッキ浴を横切る磁場を形成するように電磁石
を使用している。この実施形態は、浴を加熱するだけで
なく、浴の封じ込めを行う磁気浮揚効果を発揮し、浴を
かき混ぜる。加熱工程の別の実施形態は、栓に接する下
流側で誘導加熱を行う。第三の実施形態は、栓に接する
下流側で誘導加熱を行うように抵抗加熱要素を使用して
いる。
され且つ開示された方法と装置が備えており、添付図面
とともに、以下の詳細な説明から当業者にとって明らか
である。
明の溶融メッキ装置の一実施例を示す。図1(a)の装
置30は、鋼のような金属の連続したストリップ(帯
板)に亜鉛または亜鉛合金からなる金属をメッキするた
めに使用される。本発明に係る溶融メッキ装置の他の実
施例はアルミニウムまたはアルミニウム合金等の他の金
属を連続した金属ストリップにメッキするために使用で
きる。錫、鉛およびそれらの合金は本発明の溶融メッキ
装置で使用できる他のメッキ金属の代表例である。
(金属ストリップ)32はコイル33から巻き戻され、
34で示す前処理装置で前処理される。この場合、前処
理は、鋼帯32上への溶融亜鉛メッキを促進するために
鋼帯32に融剤を塗布する工程を含んでいる。この前処
理についてはより詳細に後記する。前処理後、鋼帯32
はガイドロール36、37にガイドされて、この場合は
亜鉛である溶融メッキ金属の浴40を保有する容器38
の底部のストリップ通過開口43を通って延びる経路に
沿って移動する。浴40は上表面41を有しており、ス
トリップ通過開口43は浴40の上表面41の下方に位
置している。開口43を経て鋼帯32は浴40に導入さ
れ、鋼帯はそれから浴40内に延びる経路に沿って移動
する。鋼帯32が浴40内を移動することによって、鋼
帯32に浴40を構成する金属がメッキされる。メッキ
された鋼帯31は浴40を出て上表面41の下流側に達
する。
0内を通過して上方に移動するための開放された上端4
2を有している。容器38の上方には、鋼帯31へのメ
ッキ厚の調節のために一般的に使用される、加熱または
非加熱の空気もしくは窒素のジェットからなる、いわゆ
るエアナイフ44、44(図1(a))が一組設置され
ている。エアナイフ44、44の下流側には、メッキ鋼
帯31をコイル35として巻き取るための巻取リール3
9があり、コイル35はリール39から取り出し可能で
ある。
である(図2参照)。栓46は浴40内の凝固したメッ
キ金属からなり、栓46は開口43に接する下流側で鋼
帯32を囲んでいる(図2と図6参照)。栓46は、鋼
帯32と、容器38の狭い垂直方向の首状の上流部分5
8との間の間隙を満たしている。栓46は移動する鋼帯
32に対して実質的に静止している。栓46は、鋼帯3
2が浴40内を移動するのは妨げないが、溶融金属が浴
40から開口43を経て漏れるのを防止する構造を有し
ている。メカニカルゲートまたはメカニカルシールのよ
うな付加的な手段が溶融メッキ処理の開始時に溶融金属
が浴40から漏れるのを防止するために使用される。こ
れに関しては後記する。
38内の金属を冷却して栓46を形成し、鋼帯32がメ
ッキされるときにその栓を保持するための手段を有して
いる。装置30はまた、栓46に接する下流側の位置4
7にある溶融金属浴40を加熱するための手段を有して
いる。加熱工程の目的は後記する。
位置47(栓46に接する下流側)において、浴40を
横切って延びる磁場を形成するために時変電流(交流ま
たは脈動直流)の流れる電磁石50によって、位置47
を加熱される。電磁石50によって形成される磁場の磁
束密度は位置47において最大である。というのは、電
磁石50の磁極面109と109の間隙110はその部
分で最も狭くなるからである。磁場はまた、浴位置47
の上方(すなわち、下流側)の磁極面109と109の
間隙を横切るが、下流側では間隙がより広くなるので磁
束密度は低くなる。すなわち、間隙の幅が増すほど、磁
束密度は減少する。磁場はまた電磁石50の底部49の
下方(すなわち、上流側)まで延び、少なくとも栓46
の上部を加熱する。
の位置47における溶融金属を加熱するための他の手段
があり、これらの手段は図3〜5に示す装置と関連して
後記する。
ッキ装置において、融剤が鋼帯に塗布される前処理装置
34において鋼帯は前処理される。前処理された鋼帯3
2は溶融金属メッキ浴の温度よりも低い温度で浴40に
入る。このような条件のもとで、栓46を形成する冷却
工程は、比較的冷たい鋼帯32と浴40内を通る冷たい
鋼帯32の動きとを利用している。浴40内を通る鋼帯
32の動きによって得られる冷却効果は、浴40内を通
る鋼帯32の移動速度と鋼帯の温度の影響を受ける。望
ましい冷却効果は、鋼帯32が容器38のストリップ通
過開口43に入るときに、鋼帯32の温度を浴40内の
メッキ金属の融点よりも低い温度にすることによって達
成される。後記する理由のために、その冷却効果は、鋼
帯32の速度を実質的に変化させずに、鋼帯32がスト
リップ通過開口43に入る時の鋼帯32の温度を調節す
ることによって制御するのが好ましい。
46を形成し保持するだけでなく、浴40を冷却する。
メッキ金属の融点以上の温度に浴40を保持することは
好ましい。浴40が亜鉛(溶融点420℃(788°
F))からなるとき、浴は、約500℃(932°
F)、例えば、435〜470℃(815〜878°
F)の範囲に維持される。鋼帯32による浴40におけ
る熱ロスは、栓40の下流側に種々の加熱手段を用いる
ことによって部分的に、または全体としてカバーされ
る。
効果に基づく浴40における熱ロスは、鋼帯がストリッ
プ通過開口43に入る前に融剤を鋼帯に塗布した後、鋼
帯32を加熱することによって減少する。そのように加
熱するとき、鋼帯32を熱しすぎないように注意しなけ
ればならない。鋼帯は、栓46を形成し且つ保持するに
十分に低い温度でなければならない。さらに、鋼帯は、
融剤を塗布された鋼帯が浴40に入るとき、融剤の果た
すべき機能を害さない程度の温度でなけれならない。
化鉄を取り除き、鋼帯が溶融金属浴に入るときの表面を
清浄にし、メッキ金属をより付着しやすくすることにあ
る。清浄化処理の一端をなすものとして、清浄機能を果
たす化合物を形成するために、溶融金属メッキ浴の温度
における融剤の解離が含まれる。溶融金属メッキ浴の温
度であれば、浴内を鋼帯が移動する比較的短い時間で融
剤の解離が完了する。より低い温度では、解離に長時間
必要である。解離が浴の外側で起こるとき、融剤の効果
は全体として、または部分的に発揮されない。それゆ
え、浴に入る前に、鋼帯の冷却効果による浴の熱ロスを
減少するために鋼帯が加熱されるならば、鋼帯が浴内に
入る前に融剤が解離するような温度は避けなければなら
ない。ある融剤に対して、ある温度において融剤が安定
である時間(すなわち、解離するまでの時間)は、融剤
の供給者からの情報を利用することができる。
ることは、非加熱(または加熱量が少ない)鋼帯によっ
て生まれる熱ロスを補償するために浴を加熱することよ
りも容易である。要するに、融剤が塗布された後、栓を
形成し且つ保持するために必要な冷却効果が得られ、鋼
帯が浴に入る前に融剤の解離を避けるような温度であれ
ば、比較的高温まで鋼帯を加熱することは好ましい。
ときに鋼帯32の温度を調節するために採られる手段
は、図1の実施例に関して後記する。
40内を移動する速度の影響を受ける。鋼帯の速度を増
せば、ある鋼帯温度における冷却効果は増えるが、鋼帯
の速度を減少すれば、その冷却効果は減少する。鋼帯3
2の速度を制御するための機構は、図1(b)を参照し
ながら以下に説明する。
の間に位置するブライドル(bridle) 67によってコイ
ル33から巻き戻される。コイル33はリールの駆動装
置または制動装置として作用する駆動モータまたはブレ
ーキを有する巻き戻しリールに装着されている。ブライ
ドル67はモータ68によって回転され、モータ68の
速度は速度制御装置69によって制御される。ブライド
ル67は鋼帯32に張力を与える。鋼帯32の速度は、
ブライドル67、モータ68および速度制御装置69に
よって制御される。容器38の下流側にはいわゆるダン
サーロール71と、モータ73によって回転する第二ブ
ライドル72が配置されており、モータ73の速度は速
度制御装置74によって制御される。ダンサーロール7
1と第二ブライドル72はともに容器38の下流側の鋼
帯32の張力を保持するように作用する。
鋼帯からなり、巻き取りリール39に巻き取られる。リ
ール39は、モータ75によって駆動され、モータ75
とリール39は第二ブライドル72に抗して鋼帯32を
引っ張る。ダンサーロール71は鋼帯32の上方から鋼
帯32に接し、鋼帯にポケットを形成するように重力を
付加する。ダンサーロール71の垂直方向の位置は感知
されて、ダンサーロール71は容器38の下流側の鋼帯
32に適正な張力を付与するために第二ブライドル72
の速度制御のために使用される。鋼帯32の速度と張力
を制御するための上記設備は一般的なものであり、連続
溶融メッキ装置(または他の連続ストリップ処理装置)
を扱う当業者にとって公知である。
ドル67とモータ68の速度によって決定され、これら
の速度は速度制御装置69によって制御される。速度制
御装置69は、浴40内の温度、例えば位置47(図
2)に応じて、または浴40内の温度と、鋼帯32がス
トリップ通過開口43を通って容器38に入るときの温
度との組み合わせに応じて、自動又は手動で操作され
る。必要な温度、例えば浴位置47(または浴40内の
いずれかの位置)の温度を測定したり、容器38の底部
開口43の下方の鋼帯32の温度を測定するために一般
的な温度感知器具を使用することができる。
得られる冷却効果を変えることはできるけれども、鋼帯
の速度が変化すれば望ましくない結果がもたらされる。
すなわち、浴40の上流側において鋼帯32に不均一な
熱処理が施され(図3の装置が使用されるとき)、鋼帯
の長さ方向に沿ってメッキ重量が不均一になることがあ
る。鋼帯32の冷却効果を制御するための好ましい方法
は、鋼帯の冷却効果以外の理由により好ましい鋼帯速度
を選択し、鋼帯の温度を調節することによって冷却効果
を制御し、一方、鋼帯32の速度を実質的に変化させな
いことである。鋼帯の温度は、一般的な加熱及びまたは
冷却装置を使用することによって、容器38の上流側で
調節される。
する下流側にあり、加熱効果は電磁石50または後記す
る他の加熱手段によって得られる。本発明において、浴
位置47で得られる加熱効果は、加熱工程によって浴内
に導入される加熱量が冷却工程によって浴から除去され
る熱量を補償するように制御され、冷却工程によって浴
から除去される熱量は、鋼帯32の速度を実質的に変化
させないように鋼帯の温度を調節することによって制御
される。加熱工程は浴からの種々の熱ロスを必要なだけ
補償する。本発明のすべての実施例において、種々の熱
ロスは冷却効果によって浴から除去される熱量に比べ
て、僅か(無視できないとしても)である。
は、浴40の温度を安定に維持するためにバランスされ
ている。溶融金属メッキ浴が亜鉛からなるとき、浴温を
約420℃(788°F、亜鉛の融点)から約500℃
(932°F)まで、例えば、435〜470℃(81
5〜878°F)の範囲に保持するのが好ましい。上記
した温度範囲(浴が亜鉛であるとき)に浴温を安定して
保持することにより、栓46を固体状態に保持し、栓の
大きさを制御し且つ栓を過度に大きくしないようにする
ことができる。この点に関しては、より詳細に後記す
る。
て得られる加熱効果は、電磁石50によって形成される
磁場の力を調節することによって制御される。磁場の力
は、電磁石50に組み込まれたコイルを流れる電流を調
節することによって制御される。このコイルについて
は、電磁石50に関する詳細な説明とともに後記する。
図1、2の実施例について、浴40は少量(例えば、
0.2%)のアルミニウムを含む亜鉛を主成分とする合
金の浴である。この合金の浴は420℃(788°F)
より少し低い融点を有している。栓46は浴40の融点
以下の温度であって、鋼帯32がストリップ通過開口4
3を通って容器38に入るときの温度(例えば、40℃
(104°F))以上の温度である。栓46は溶融メッ
キ金属がストリップ通過開口43を通って容器38から
漏れるのを防止する。図1、2の実施例において、鋼帯
32が120℃(248°F)またはそれ以上の温度で
ストリップ通過開口43に入るならば、栓46を浴40
から溶融金属が漏れないような状態に保持するのは困難
になるかもしれない。
と鋼帯の温度は、非合金亜鉛または亜鉛合金からなる浴
40に関するものである。
き、鋼帯32に対する抵抗または摩擦を引き起こすこと
となる。栓46によって引き起こされる抵抗または摩擦
は、栓46の長さを短くすること(すなわち、図2の栓
46の垂直方向の長さを減少すること)によって減少す
る。
栓の温度を測定することによって決定することができ
る。下流側の栓の温度を低くすればするほど、栓は長く
なる。この点に関しては引き続いてより詳細に記載す
る。
抗や摩擦は、鋼帯32によって得られる冷却効果を減少
することによって低下する。冷却効果を減少するために
は、鋼帯32の速度を減少するかもしくは鋼帯32がス
トリップ通過開口43に入るときの温度を増すか、また
はこれらを組み合わせることが必要である。栓46の長
さは、浴位置47における電磁石50によって得られる
加熱効果を増加することによって短くなる。その加熱効
果は電磁石50を励磁するための電流を増すことによっ
て増加する。栓46の長さを減少するかまたは増加する
ための、鋼帯速度、鋼帯温度および電磁石50によって
得られる加熱効果の適切な組み合わせは経験的に決定す
ることができ、鋼帯の速度は実質的に変えずに、鋼帯温
度もしくは加熱効果またはそれらの両方を調節するのが
好ましい。
照しながら、次により詳細に説明する。
に漏斗状であり、図2は鋼帯32の平面に対して直角方
向の垂直平面に沿った垂直断面を示す。図2に示されて
いるように、容器38は、開口43から下流側に延びて
いる比較的狭い部分58と狭い部分の下流側に位置する
比較的広い部分59とを有する。栓46は開口43から
狭い部分58内に延びている。
割り容器52、52からなり、これらの半割り容器は反
対側の端部にある垂直フランジ53、53に沿って結合
される。2個の半割り容器を結合するとき、それは長く
伸びた樋状容器38になり、開放上端42と容器の底部
に位置する溝状のストリップ通過開口43とを有してい
る(図9参照)。
55と55の端部の間に伸びる一組の端壁56、56と
からなる。側壁55、55は漏斗状であり、垂直断面は
図2と図11、図12に示されている。容器38とその
漏斗状断面は上記した比較的狭い下部58と比較的広い
上部59とを有している。中間容器部分60は広い上部
59と狭い下部58との間にあり、広い上部59から狭
い下部58に至る上流側に収束する一組の側壁61、6
1からなる。
火材料からなる。
トリップ通過開口43は、一組の側面63、63(図1
0では一つしか示されていない)と一組の端部64、6
4によって画定される。
(図1)、この装置は亜鉛を鋼帯に溶融メッキする前に
鋼帯32に融剤を塗布するために使用される一般的な形
式のものである。さらに、装置34は、アルカリ洗浄セ
クション85、水洗セクション86、酸洗セクション8
7、水洗セクション88、融剤塗布セクション89から
なり、これらのセクションを経た鋼帯は誘導加熱または
高温空気加熱を利用する乾燥セクション90を通過す
る。鋼帯は上ガイドロール91と下ガイドロール92に
よって装置34内に導入される。
布された融剤を乾燥するためと鋼帯を昇温するために使
用される。セクション90における加熱は、鋼帯32が
容器38のストリップ通過開口43に入るときの鋼帯の
温度が実質的に浴40内の溶融メッキ金属の融点以下に
なるように制御される。一例として、より高い温度であ
ってもよいが、鋼帯32は約100°F(38℃)でス
トリップ通過開口43に入る。上記したように、図1、
2に示す実施例において、、開口43を通って浴40内
の溶融メッキ金属が漏れないような状態に栓46を保持
するために、鋼帯32は約120℃(248°F)より
低い温度に保持される。鋼帯の温度が約120℃より低
いとき、図1の方法によって亜鉛をメッキする鋼帯に一
般的に使用される融剤が解離するという問題は起こらな
い。
効果を提供できるように十分に低い温度で開口43に入
るようにするために、一般的な冷却手段を使用した冷却
工程を、ストリップ通過開口43の上流側と装置34の
下流側との間に配置することができる。一実施例とし
て、ストリップ通過開口43の上流側に加熱工程と冷却
工程の両方を設け、鋼帯32が好ましい温度でストリッ
プ通過開口43に入るようにすることもできる。加熱工
程は前処理装置34の乾燥セクション90で得られる熱
を用いることができる。もし必要ならば、乾燥セクショ
ン90の下流側に補助的な加熱セクション(例えば、誘
導加熱)を用いることもできる。
6を参照しながら、以下に詳細に説明する。
側部材100を有し、外側部材は、一組の側壁101、
101と、側壁101、101の端部の間に伸びた一組
の端壁102、102とからなる。側壁101、101
と端壁102、102によって、開放上端105と開放
下端106を有する内部空間104が画定される。電磁
石50は、磁気材料からなる一組の磁極部材108、1
08を有し、各磁極部材は内部空間104において、外
側部材100の側壁101に装着されている。各磁極部
材108はもう一方の磁極部材に向かって内部空間10
4内を伸びており、各磁極部材108は反対側の他の磁
極108の磁極面109に面している(図2と図1
6)。磁極面109と109の間には、容器38に適応
するように間隙110が形成されている。図14に示す
ように、電流を流すためのコイル112が各磁極部材1
08を包囲している。本発明において、時変電流がコイ
ル112を通って流れ、そのコイル112によって包囲
された磁極部材108内に磁場を形成する。
が、上記した磁場のための経路116を形成する。経路
116は、図16において、矢印を付した点線で示され
ている。さらに、磁極部材108の磁極面109から間
隙110を経て他の磁極部材108の磁極面109まで
磁場が伸びている。磁場は他の磁極部材108を通って
他の磁極部材108が装着されている側壁101を経て
反対方向に伸び、それから外側部材100の端壁10
2、102に沿って伸び、一方の磁極部材108が装着
されている側壁101と一方の磁極部材108を通って
その磁極部材の磁極面109に達する。
る電流の方向は、各磁極部材の各コイルによって形成さ
れる磁場が、同じ方向に間隙110を経て伸びるように
制御される。
50は、E型水平断面を有する2個の半割り磁石11
4、114からなる。
109は、容器38の側壁部分61の凹状部分に追随す
るような凸状部分を有している。相互に面する磁極面1
09、109の間隙(110)は、浴40内の位置47
に通じている、栓46に接する下流側の容器の狭い部分
58で最も短くなる。磁極面の間隙110はその位置で
最も短くなるため、その磁場の強さ(磁束密度)は栓4
6の下流側の他の浴位置に比べて最も大きくなる。従っ
て、コイル112、112を流れる電流に対して、電磁
石50によって浴40に形成される磁力は溶融金属浴4
0内の他の如何なる位置よりも位置47(栓46に接す
る下流側)において大きくなる。
磁場は、比較的高い磁束密度を有している。磁束は浴4
0内の環状経路117内を流れるうず電流を誘導する
(図10)。うず電流の経路は、浴位置47において容
器38の縦方向から水平方向に伸びる部分118を有し
ている(図10)。うず電流の方向はその位置の磁束の
方向に対して90°である。その結果、磁束とうず電流
は水平面内で交差し、図2と図10に示すように、上方
に向かう磁力を生成する。これらの磁力は、栓46に接
する下流側の浴40の部分(位置47)に作用し、栓4
6から上方に向かい、開口43から離れるように、すな
わち、図2の下流側に向かって働く。
力を生み出す磁束とうず電流は(図10)、また浴40
内を攪拌して栓46の頂部に沿って流れる部分を有する
攪拌流れを形成し、その結果、好ましくない栓の腐食が
起きる。さらに、図28と29において、これらの図
は、電磁石50による磁力とそれが浴40内に形成する
磁束に基づいて浴40内に起きる攪拌流れの2つの異な
るタイプを示す。比較的低い磁力と磁束で、浴40内の
攪拌はかき交ぜ攪拌流れになり、図29の66の如き様
相を示す。より高い磁力と磁束で、浴40内の攪拌は、
前後のスロッシングになり、図28の65の如き様相を
示す。さらに高い磁力と磁束においては(例えば、一例
として最大磁力の約75%)、浴40内の攪拌は、かき
交ぜ攪拌流れになる(図29の66)。
の腐食は比較的小さい。前後のスロッシングが起きると
き、栓46の腐食は大きくなる。もし、かき交ぜが比較
的小さい磁力と磁束での操作によって起きるならば、栓
46の腐食は減少する。しかし、その結果磁場は弱まる
ので、栓46に接する下流側の位置47の溶融金属の部
分で必要な熱量が得られなくなる。このようなことは好
ましいことではない。従って、栓46の腐食を制御する
好ましい方法は、図28に示された前後のスロッシング
運動を生み出す磁力と磁束以上で操作し且つ図29に示
すかき交ぜ運動を起こすようにすることである。さら
に、磁力と磁束が大きくなればなるほど、磁束とうず電
流の相互作用によって浴位置47において得られる浮揚
効果は大きくなる。
ための時変電流のアンペアを調節することによっ制御す
ることができる。
に対する下方への圧力を緩和するように浴位置47の浴
40に対して上方への力を付与するが、栓46の頂部と
浴40は接触したままである。容器38がステンレス鋼
からなるとき、浴位置47における溶融メッキ金属は位
置47の容器38の壁面を冷却する効果があり、その位
置の磁場によって生成される熱の多くを吸収する。その
位置に溶融メッキ金属がない場合、磁石50によって生
成される熱はステンレス鋼の壁に穴をあけてしまう。
揚力(上方への力)は、溶融金属の封じ込めのために作
用する。栓46がない場合、磁石50の効果を高める他
の手段を磁石に備えることによって、上記した磁気浮揚
力は、約98%以上の浴40を封じ込めることができ
る。上記した形式の磁気浮揚力による封じ込めによっ
て、溶融メッキ金属のほとんどがストリップ通過開口4
3を経て浴40から漏れないようにすることができる
が、開口43の両側面63、63や両端部64、64を
経て溶融金属が滴下したり、漏れるのを防ぐことはでき
ない。しかし、その機能は栓46によって果たされる。
ル112は、コイル112に導入される時変電流のアン
ペアを変えるために装置113に接続されている。この
ようにして、電磁石50によって形成される磁場の力を
制御することができる。
らなり、その各々が磁極部材108の回りに巻き付けら
れている多数の巻コイル115からなる。コイル115
は互いに絶縁され、磁極部材108との間には、図示し
ない一般的な電気絶縁性材料(図示せず)が介装されて
いる。図14に示す実施例においては、コイル112は
中実ワイヤからなるが、他の実施例として、コイルは銅
管、例えば、冷却流体がその中を循環しているものを用
いることができる。
積層体のような一般的な磁気材料からなるものである。
して、溶融メッキ装置が図3において130で示されて
いる。装置130の上流側(図3の左側)は、メッキさ
れていない鋼帯32に前処理を施すための装置の下流側
134である。図3の実施例において鋼帯32に施され
る前処理とは、鋼帯を下流側部分134において還元雰
囲気(例えば、水素)に晒すことである。この還元雰囲
気は、図3に示すように、下流側部分134から溶融メ
ッキ装置130まで伸びている囲い135で覆われた下
流側部分134と溶融メッキ装置130との間で維持さ
れている。囲い135内には、下流側部分134から溶
融メッキ装置130に鋼帯32を導入するためのガイド
ロール36、37が配されている。
理が施され、その上流側では溶融メッキ技術に携わる当
業者にとって公知の処理が施され、その処理は溶融メッ
キ浴に入る前の鋼帯32に融剤を塗布する代わりに使用
される。
は底部に上流側の開口149を有する容器138を備え
ている。底部開口149において、容器138に接する
上流側には冷却要素139がある。冷却要素139は、
下部の上流側に、装置30の容器38におけるストリッ
プ通過開口43(図2)に相当するストリップ通過開口
143を備えている。装置30における容器38の狭い
部分58(図2)に相当するストリップ通路148(図
4の部分破断図)がストリップ通過開口143から下流
側に伸びている。通路148は容器138の底部開口1
49に通じる下流側端部を有している。
プ通路148(図5)内の鋼帯32を囲む栓146を形
成するための冷却要素139によって実行される。栓1
46は、ストリップ通路148内の下流側のストリップ
通過開口143から容器138の底部開口149まで伸
びている。栓146は鋼帯32によって占有されない通
路148内の空間を満たし、栓146は移動する鋼帯3
2に対して実質的に静止している。
40でメッキされてメッキ鋼帯31が得られるように、
栓146を形成し且つ保持する。栓146によって、溶
融メッキ金属が浴40からストリップ通過開口143を
通って漏れないようにすることができる。さらに、溶融
メッキ処理の開始時において、溶融金属が浴40から漏
れないようにするためにメカニカルゲートまたはメカニ
カルシールを使用することができる。これについては後
記する。
合、容器138の底部に取りつけられている。一組の磁
極部材208、208を有する電磁石150が容器13
8に取り付けられており、各磁極部材はその下部にU字
形のブラケット140を有しており、冷却要素139の
端部にあるピン142の周囲に形成された溝133に、
ねじ付きコネクタ141が係合している。
8の底部に収束する側壁161、161を有する下部1
60からなる。装置30の容器38と違って(図1、図
2)、容器138は容器38の狭い部分58(図2)に
相当する狭い首状の最下部を有しない。上記したよう
に、冷却要素139内の通路148は容器38の狭い部
分58にとって代わるものである。
は、以下のとおりである。装置130の電磁石150の
各磁極部材208は冷却要素139に沿うように、その
底部である162が切断されている(図4と図15)。
この点に関して、電磁石50の磁極部材108の平らな
底部49と(図2と14)、電磁石150の磁極部材2
08の傾斜した底部162(図4と図15)を比較して
欲しい。
帯32は溶融金属メッキ浴40の温度、例えば、435
〜470℃(815〜878°F))に対応する温度で
ストリップ通過開口143(図5)に入る。代表的に
は、鋼帯32は約450℃(842°F)でストリップ
通過開口143に入る。図1、2の装置30において、
冷却効果は溶融金属メッキ浴40より低い温度でストリ
ップ通過開口43に入る鋼帯32によってもたらされ
た。しかし、装置130においては、鋼帯32は、実質
的に溶融金属メッキ浴と同じ温度でストリップ通過開口
143に入る。それゆえ、鋼帯32は装置130におい
て冷却機能を果たすことができない。従って、冷却機能
を果たすための冷却要素139が使用される。
囲気を使用する上流側の前処理装置で加熱され、鋼帯は
前処理後冷却されないことを前提としている。本発明の
別の実施例においては、鋼帯32は水素還元雰囲気を使
用する前処理装置で処理された後、鋼帯32は容器13
8の上流側において、浴40の温度またはそれ以上の温
度である比較的高い温度から、実質的に浴温以下の比較
的低い温度(例えば、120℃(248°F))まで冷
却される。その低い温度において、鋼帯32は冷却手段
として作用し(図2の実施例の鋼帯と同じように)、冷
却要素139は必要でない。
39を使用する本発明の実施例に関するものである。
冷却要素139の構造の詳細について、図4、図5と図
17を参照しながら説明する。
ような材料で構成される2個の半割り冷却要素144、
144からなり、その半割り冷却要素は比較的良好な熱
伝導性を有し且つ溶融金属メッキ浴40の温度よりも高
い融点を有している。冷却要素はまた冷却機能を果たす
に十分な熱伝導性を有するセラミック材料で構成するこ
ともできる。
44は互いに鏡像関係にある。半割り冷却要素144、
144は、耐火材料製で冷却要素139の端部に位置す
るスペーサ145、145(図17)によって一定の間
隙が設けられている。冷却要素の通路148は2個の半
割り冷却要素の間であって、端部の両スペーサによって
挟まれた空間に形成される。
環する下部の第一流路151と冷却流体が循環する上部
の第二流路152とを有している。第一流路151はス
トリップ通過開口143に比較的近く、第二流路152
は第一流路151の下流側にある。
51、152を流れる冷却流体の循環量によって得られ
る。その冷却効果は冷却流体が循環する冷却流路の数を
調節することによって制御することができる。これにつ
いてはより詳細に後記する。図示する実施例において、
冷却要素139は2つの流路151、152を有するよ
うに描かれている。もし必要ならば、一つまたはそれ以
上の冷却流体の流路を設けることができる。
て、浴は、栓146に接する下流側で電磁石150によ
って加熱される。電磁石150は、磁極208、208
の底部の切断部分162を除けば、基本的に装置30の
磁石50と同じである。磁石150の構造および機能は
特に指摘しなければ、磁石50の構造および機能と同じ
である。
される。栓146は栓146上の溶融金属浴の重量を支
持するのに十分な長さを持つべきである。もし栓が短か
すぎれば、栓146を下方に押圧する溶融金属の重量に
よって、栓は冷却要素139の底部の開口143から下
方外側に向けて押し出されるようにされる。さらに、栓
が短かすぎれば、主として栓の上部にある溶融金属浴の
熱によって、栓は局部的に溶損することがある。
46に沿って下流側に移動するとき、鋼帯32の表面に
対する栓の摩擦力が鋼帯32に対する極めて大きな抵抗
となり、これは好ましいことではない。この抵抗は栓1
46の長さが長くなるほど大きくなる。その抵抗を比較
的低く保つことは好ましい。一般的に、栓の長さは栓上
の溶融金属メッキ浴の重量を支持し且つ局部的な溶損を
避けるために十分な長さとするべきである。それよりも
長くすることは必要なく、好ましくない抵抗を付加する
だけである。
長さは、冷却要素139によって得られる冷却効果を制
御し且つ電磁石150によって得られる加熱効果を制御
することによって調節することができる。冷却要素13
9の第一流路151内に冷却流体を循環させることによ
って栓146を形成し、第二流路152内に冷却流体を
循環させることによって栓146の長さを長くすること
ができる。
量を少なくすれば、栓146の長さは短くなる。栓14
6に接する下流側の浴位置147における電磁石150
によって得られる加熱効果は、栓146の長さを短くす
るために使用できる。それによって栓146による鋼帯
32に作用する抵抗を減少することができる。換言すれ
ば、電磁石150によって得られる加熱効果と第二流路
152内を循環させる冷却流体量の減少は、ともに栓1
46の長さを短くするために作用する。
制御は、装置30における電磁石50の場合と同じよう
に、装置130における浴40の温度を安定した状態に
保持するための手段として使用することもできる。要す
るに、装置130は、栓146の下流側の浴40の圧力
によって上流側に押圧される力に抵抗し且つ浴の加熱に
よる局部的な溶損に抵抗するに十分な長さを栓146に
付与するように制御することができる。さらに、装置は
鋼帯32が栓146を通って下流側に移動するとき、鋼
帯への過度の抵抗を避けるために、栓146の長さを十
分に短くするように制御することができる。
循環させ、その冷却流体の循環量を制御するための配置
を示すフロー図である。タンク164は代表的には室温
の水のような冷却流体を貯蔵している。タンク164に
は分岐ライン167a、167bに接続された出口ライ
ン165が接続されている。各分岐ラインは半割り冷却
要素144に通じている。各分岐ライン167a、16
7bは半割り冷却要素144の下部の第一流路151に
つながるライン153に通じている。ライン153と流
路151を流れる流体の流量はライン153に設けたバ
ルブ155によって調節することができ、その流量はラ
イン153に設けた流量計154によって測定できる。
半割り冷却要素144内の上部の第二流路152につな
がるライン156は分岐ライン167aまたは167b
に通じている。ライン156と第二流路152を流れる
流体の流量はライン156に設けたバルブ158によっ
て調節することができ、その流量はライン156に設け
た流量計157によって測定できる。
続されており、第二流路152には出口ライン170が
接続されている。出口ライン169、170は下流側で
一緒になって回収ライン171につながっている。タン
ク164からライン165に供給される冷却流体の温度
はライン155に設けた温度計166によって測定され
る。冷却要素139から出る流体の温度は回収ライン1
71に設けた温度計172によって測定される。
まま、バルブ155、155を開けることによって形成
される。栓146の長さはバルブ158、158を好ま
しくは全開状態まで開くことによって増すことができ
る。バルブ158、158を一部開くことによって栓1
46の長さの増加量を調節することができる。栓146
の長さは、冷却要素を流れる流体の流量を減少するため
にバルブ158、158を完全に閉じることによって短
くすることができる。しかし、栓の長さを短くするこの
手段の効果は、浴位置47における電磁石50によって
得られる加熱効果の増加ほど大きくはない。
5、155は全開にされ、一方、バルブ158、158
は通路148内の栓146の長さに応じて、その栓14
6の長さを長くするかまたは短くするという要求対応し
て、閉じられるか、部分的に開かれるか、または全開に
される。また、上記したように、栓146の長さは栓1
46に接する下流側の浴位置147における電磁石15
0(図5)によって得られる加熱効果を増加することに
よって短くすることができる。要するに、電磁石150
による加熱効果の増加または減少と、冷却要素139の
冷却効果の増加または減少を組み合わせることにより、
栓146の長さを調節することができる。装置130の
操作条件の適切な組み合わせは経験的に決定できる。
おける加熱効果は図18〜20に示す他の加熱手段によ
っても得ることができる。これらの手段について、以下
に記載する。
7における浴40内に配置されたロッド状の抵抗加熱要
素175、176からなり、それによって浴は位置14
7において誘導加熱される。抵抗加熱要素は、溶融金属
浴を加熱するために当業者によって使用されている市販
の公知のものである。
容器138の周りに配置された誘導加熱要素177であ
る。誘導加熱要素177は、複数巻またはループ179
を呈するコイル178と、浴位置147においてコイル
178によって励起される磁場を集中するための磁気材
料からなる部材180から構成される。磁気部材180
は、一般的な磁気材料、例えば、フェライトまたは電磁
鋼板の積層体からなる。コイル178は銅からなる。巻
コイル179は図19に示すように中実であり、また、
そのコイルは管状にして内部に冷却流体を循環させるこ
ともできる。コイル178と巻コイル179は浴位置1
47を含む容器138の部分を囲んでいる。
20(a)に187として記載されている。誘導加熱要
素187はコイル188からなり、コイル188は、複
数のワイヤ191を互いにろう付けによって接合した、
図20(a)に示すような縦断面を有する巻コイル18
9からなるものである。加熱要素187は、図19の磁
気部材180に類似する磁気部材190からなり、類似
の機能を果たす。
1、191に代えて、銅、例えば、図20(b)に示す
ように互いにろう付けした管状要素(図20(b)の1
92)を使用することができる。中実ワイヤ191(図
20(a))に代えて管状要素192(図20(b))
を使用するとき、巻コイルを通る冷却流体を循環させる
ことができる。
に示されてにおり、巻コイル193は矩形の断面を有す
る単管からなる。図20(c)の193で示すような形
状のものはコイルを通る冷却流体の循環を促進する。
20(c)に示す誘導加熱要素は、望ましい加熱効果を
得るに十分であるが浴位置147における磁気浮揚効果
を得るには不充分である磁場を浴位置147に形成す
る。上記したように、電磁石150(図4、5)は、浴
位置147に磁気浮揚効果を生み出すことができる。
(c))は、磁気浮揚効果を生み出すことはできないけ
れども、電磁石150を使用する図4、図5の手段以上
の利点を有する。図4、図5の手段は、鋼帯32と磁極
部材208、208(図5)との間に引力を生成する。
もし、鋼帯32が磁極部材208、208の間の正確な
中心線からずれて移動すれば、より近くの磁極との引力
は増加する。その結果、鋼帯32を中心位置に保つこと
が困難になる。しかし、図19と図20(a)〜(c)
の誘導加熱手段を使用するとき、正確な中心線からの鋼
帯32の変位は問題ではない。実際、加熱効果を得るた
めにこれらの誘導加熱手段を使用すれば、加熱要素の相
対する側(図19の181と182)の間の中心位置に
鋼帯32を保持する傾向にある。
加熱手段は、冷却効果を果たして栓を形成するために冷
却要素139を使用する装置130に関連する。しか
し、これらと同じ加熱手段は、好ましい冷却効果が鋼帯
32によって果たされ、その冷却効果がストリップ通過
開口43に入る鋼帯32の温度と速度を調節することに
よって制御される装置30についても使用することがで
きる。
がない場合に溶融金属が浴40からストリップ通過開口
を経て漏れるのを防止するために使用するメカニカルゲ
ートまたは底部シールを示す。そのような状況(栓がな
い場合)は、栓が形成される前の溶融メッキ処理の開始
時が典型的である。
幅を変えるときにも使用される。そのような状況におい
て、鋼帯の幅が変わる前にゲートは閉じられ、加熱効果
は継続させる一方、冷却効果を中断することによって栓
は溶融する。それから、直前にメッキされた鋼帯とは異
なる幅の鋼帯がゲートと浴を通過し、栓は再凝固によっ
て形成され、ゲートが再び開かれる。
ては、以下に容器38と電磁石50に関連して説明す
る。しかし、メカニカルゲートの配置はその実施例に限
定されない。
行に間隙を介して垂れ下がっているフランジ201を有
するフレーム200が容器38と電磁石50の磁極部材
108、108の下部にある。狭い部分58の底部の端
を囲むシールリング202が狭い部分58の最下部にあ
る。シールリング202の下部に一組のゲート部材20
4、205が配置されている。各ゲート部材は、三角形
断面を有するシールバーの形状である。図22におい
て、各ゲート部材204、205は、溶融金属が浴40
から開口43を通って漏れないようにするための閉止位
置(実線)と閉止位置から開放した位置(点線)との間
を移動するために取りつけられている。各ゲート部材2
04、205は、後記する接続構造によってそれぞれ搬
送バー207、208に接続されている。各搬送バー2
07、208はそれぞれリンク部材209、210に固
定されており、各リンク部材は、それぞれフレーム20
0に回転可能に装着された旋回心軸211、212に対
して旋回可能に装着されている。
15において旋回可能にリンク部材210に接続された
中間リンク214に対して、216において旋回可能に
接続されている。上記したリンク機構の結果、各リンク
部材209、210は他方のリンク部材の旋回運動に応
じて旋回運動をする。ハンドル(図示せず)は軸211
または212に対して接続されており、リンク部材の旋
回運動を開始し、閉位置と開位置との間においてシール
ゲート部材204、205に弓状運動を起こさせる。
07、208に装着されている状態を図22と26を参
照しながら、次に説明する。この説明はゲート部材20
4とその搬送バー207に関連する記載箇所にある。同
じ説明がゲート部材205と搬送バー208にも当ては
まる。
部219を受けるための凹部218を有している。段付
きボルト220は搬送バー207内の開口224を通っ
てゲート部材204内の孔221内に滑動可能に伸びて
いる。段付きボルト220はその段付きボルトをゲート
部材に取りつけるためにゲート部材204内に固定され
た終点222を有している。コイルスプリング223が
ゲート部材204内の孔221に設置され、搬送バー2
07の隣接する表面208に接している。搬送バー20
7はリンク部材209に固定されている。しかし、ゲー
ト部材204はリンク部材209に対して、搬送バー2
07に対して軸方向に移動可能である段付きボルト22
0によって接続されている。
スプリング223が、搬送バー207から離れるように
段付きボルト220の軸方向にゲート部材204を押し
上げる。搬送バー207内の凹部218は段付きボルト
220の頭部219における軸方向の移動が可能なよう
に十分深い。搬送バー207から離すようにゲート部材
204を押し上げるコイルスプリング223の弾発力
は、容器の狭い部分58のシールリング202に係合す
るように且つ鋼帯32と係合するようにゲート部材20
4を押し上げる(図24)。
材204を押し上げ、シールリング202および鋼帯3
2と係合させるための孔221とコイルスプリング22
3の組み合わせは、ゲート部材204(およびゲート部
材205)の長さ方向に沿った複数の位置で行うことが
できる。商業規模の溶融メッキ装置において、ゲート部
材204の長さは、例えば8フィート(2.44m)で
ある。その長さのゲート部材において、ゲート部材20
4の隣接する各端部位置と、ゲート部材204の長さ方
向の2箇所の端部位置の間にある複数の中間位置におい
て、コイルスプリング223と孔221を組み合わせる
ことができる。
て得られるシール圧を実質的にゲート部材の長さ方向に
等しくなるように分配する。その同じ配置が、搬送バー
207が図22の実線で示す閉止位置にあるとき、シー
ルリング202に関して、搬送バー207の位置の誤り
を修正するのに役立つ。
と図24で実線で示す)にあるとき、ゲート部材204
がシールリング202に係合するための水平方向の表面
225と鋼帯32に係合するための垂直方向の表面22
6を有している。上記したように、ゲート部材204と
シールリング202との係合は、ゲート部材204とそ
の付帯構造が、容器38の下方において分離した冷却要
素を使用しない装置30(図2と図22)で使われると
きに起こる。ゲート部材204とその付帯構造構造が冷
却要素139(図4、5)を使用する装置130で使わ
れるとき、ゲート部材204が係合するための図22の
202に示すようなシールリングは要らない。その代わ
りに、ゲート部材204上の水平表面225が冷却要素
139の底部表面137に係合する。
は、軟らかい可撓性の耐火物材料の層227で覆われて
いる。図24に示すように、シール材料層227は、容
器の狭い部分58の底面において、シールリング202
に密着するように係合し、隣接する鋼帯32の表面に密
着するように係合し、ストリップ通過開口43に密着す
るように閉じる。鋼帯32が溶融メッキ処理の開始時に
下流側に移動するとき、シール材料層227は、隣接す
る鋼帯32の表面に密着するためのワイパーとして機能
するので、溶融金属の漏れを防止することができる。
は、それぞれ鋼帯32の幅方向に鋼帯32の幅よりも大
きい直径を有している(図25)。従って、層227は
鋼帯32の垂直方向の端部48を超えて横方向に伸びて
いる。同じような直径の関係は、鋼帯32と他のゲート
部材205上の層227との間において成立する。その
結果、ゲート部材204の垂直方向の表面226上の層
227は、鋼帯32の端部48を及びそれを超えて、反
対側のゲート部材205上の垂直方向の表面226上の
層227と密に係合する(図25)。このような関係に
より、浴40の溶融金属が鋼帯32の端部48から漏れ
るのが防止される。
を利用する溶融メッキ処理の開始時のプロセスについ
て、次に説明する。
溶融メッキ浴40は無い。鋼帯32は、容器38の上流
側と下流側にあり、ストリップ通過開口43および容器
38内の経路に沿って伸びている。ゲート204、20
5は図22の実線で示す閉位置に移動している。それか
ら溶融メッキ金属が浴38内に導入される。ゲート20
4、205及びその付帯構造物は溶融メッキ金属がスト
リップ通過開口43から漏れるのを防止する。溶融メッ
キ金属が容器38に導入されるとき、鋼帯32はその経
路に沿って下流側に移動する。上記したように、浴40
内を鋼帯32が移動することによってストリップ通過開
口43の下流側の溶融メッキ金属を冷却し、そこに栓4
6を形成する。一旦栓46が形成され、浴40を保持す
るに十分な大きさに成長すると、ゲート部材204、2
05は図22の点線で示す開位置に旋回する。浴40を
保持するに必要な最小限の栓の長さは浴によって変わ
り、経験的に決定することができる。
置の下流側(図2の位置47)の浴40の部分は加熱さ
れない。一旦栓46が形成され、好ましい大きさになる
と、上記した理由のために、浴40は栓46に接する下
流側(図2の位置47)において加熱される。
メッキ金属を容器38に導入する前に、溶融メッキ金属
の複数の冷却片をストリップ通過開口43に接する下流
側であるゲート部材204、205の頂部に配置するこ
ともできる。ゲート部材204、205上の冷却金属片
はその位置に初めに到達する溶融メッキ金属を冷却する
効果がある。代表的には、約1〜2インチ(25.4〜
50.8mm)の深さを有する冷却金属片の層をゲート部
材204、205上に設けることができる。その冷却金
属片層は容器38に初めに導入される溶融金属を比較的
速く冷却することができ、冷却金属片の層がより薄い場
合又はない場合に比べて栓46を比較的速やかに形成す
ることができる。
38と、ストリップ通過開口を通って容器の狭い部分5
8の上流側に移動する鋼帯32によって得られる冷却効
果の結果として形成される栓46に関するものであっ
た。同じような溶融メッキ開始時の処理は、容器138
と冷却要素139を使用するときにも行われる。
属の融点(亜鉛の場合は420℃(788°F))以上
であって約500℃(932°F)までの範囲、例え
ば、435〜470℃(815〜878°F)までの範
囲に維持し、浴温をその範囲内で安定に保持することは
好ましい。これは、一実施例として、図27に示す位置
に熱電対を設けることによって成し遂げることができ
る。一連の熱電対230〜232は冷却要素139上に
ある。一連の熱電対230〜232は、半割り冷却要素
144の垂直方向の内表面136に沿って(図27)、
冷却要素139の縦方向の大きさの中間点229に設け
るのが好ましい(図17参照)。
(406mm)の大きさを有する場合、一連の熱電対23
0〜232は、冷却要素の端部(図17の端部131)
から8インチ(203mm)の位置に設けることができ
る。図27において、熱電対230は垂直方向の内表面
136の底面または底面近くに位置しており、熱電対2
31は垂直方向の内表面136の垂直方向のほぼ中間に
位置しており、熱電対232は垂直方向の内表面136
の頂部近くに位置している。冷却要素が垂直方向に3イ
ンチ(76mm)の大きさを有するならば、中間位置の熱
電対231は、垂直方向の内表面136の底面から1.
5インチ(38mm)の位置にあり、上部の熱電対232
は、垂直方向の内表面136の頂部から0.5インチ
(12mm)下方にある。
じような垂直方向の間隙を有する一連の熱電対を冷却要
素139の端部131と中間位置229との間におい
て、垂直方向の表面136に設けることもできる。
33(図27)を容器138の側壁161の内表面に設
けることができる。熱電対233は、熱電対230〜2
32と同一垂直平面上にある。また、熱電対233と同
じ垂直方向位置において、上記した熱電対と同一垂直平
面上に位置するように、さらに熱電対を側壁161の内
表面に設けることができる。熱電対233は浴位置14
7の浴温度を測定する(図19)。
18〜20および図27を参照しながら下記に説明する
ように、浴40の温度と栓146の大きさ(長さ)を制
御するのに使用することができる。浴40内の温度は浴
位置147の熱電対233によって測定される(図19
と図27)。上記したように、例えば、浴40の温度を
435〜470℃(815〜878°F)の範囲に維持
することは好ましい。浴温の制御は以下に説明する。本
実施例において、溶融メッキ金属は約480℃(896
°F)で容器138に導入される。熱電対233で測定
することによって浴40の温度が435℃(815°
F)に低下したことが分かると、容器138に組み込ま
れた加熱要素が作動する。
0(図4、図5)、誘導加熱要素177または187
(図19および図20(a)〜(c))、または抵抗加
熱要素(ロッド175、176(図18))である。各
加熱要素は、熱が浴40に付与される作動加熱状態と熱
が浴40に付与されない非作動加熱状態との間で作動す
る。浴温が435〜470℃(815〜878°F)の
範囲にある限り、加熱要素は非作動状態に保持される。
浴40の温度が加熱要素の作動が必要な温度(例えば、
435℃)まで低下すると、加熱要素のスイッチが入れ
られ、熱電対233によって測定される浴40の温度
が、加熱要素のスイッチが切られるときである温度範囲
の上限(例えば、470℃)に到達するまで作動状態に
保持される。上記したように、熱電対233(図27)
は、栓146に接する下流側である浴位置147の浴4
0の温度を測定する。浴位置147の温度が溶融メッキ
金属の融点(亜鉛の場合は420℃(788°F))を
下回らないように浴位置147の温度を測定することは
重要である。浴40内の温度範囲の下限は浴位置147
の温度が溶融メッキ金属の融点を下回ることのないよう
に十分に高い温度に維持すべきである。
メッキ処理が行われる間、連続的に冷却要素139内の
下部の冷却流路151、151内を循環する。一方、上
部の冷却流路152、152は通常待機状態にある。栓
146の必要な高さ(長さ)が3インチ(76mm)であ
る場合、栓146の高さがそのレベルまたはそれ以上に
維持されないならば、冷却流体は栓146の高さを増す
ために上部冷却流路152、152内を循環する。
温度を測定することによって決定される。下部の熱電対
230で測定される温度はいつも中間の熱電対231で
測定される温度より低く、上部の熱電対232で測定さ
れる温度はいつも中間の熱電対で測定される温度より高
い。例えば、中間の熱電対231の温度が250℃(4
82°F)であるとき、下部の熱電対230の温度は2
00℃(392°F)であり、上部の熱電対232の温
度は340℃(644°F)である。同様に、中間の熱
電対231の温度が300℃(572°F)であると
き、下部の熱電対230の温度は250℃(482°
F)であり、上部の熱電対232の温度は390℃(7
34°F)である。
1の温度を250〜300℃(482〜572°F)の
範囲に維持することが好ましいと考え、冷却要素139
内を流れる冷却流体の循環量を制御する方法が記載され
ている。熱電対231の温度がこの温度範囲の上限値
(300℃)まで増加するとき、冷却流体が冷却要素1
39の上部冷却流路152、152を循環する。これ
は、熱電対231で測定される温度が急激に低下するこ
とにつながる。中間の熱電対231で測定される温度が
好ましい温度範囲の下限(250℃)まで低下すると、
上部冷却流路152、152内の冷却流体の循環は停止
される。
度がメッキ金属の融点(亜鉛の場合、420℃(788
°F))に接近すると、それは、中間の熱電対231で
測定される温度に関わらず、上部冷却流路152、15
2内に冷却流体が循環されるべきであるというシグナル
である。
を循環させれば、冷却要素139の垂直方向の表面13
6の上部に沿って急激に冷却される。その代わりに、栓
146の高さが急激に増加する。上部冷却流路内の冷却
流体の循環が停止されると、栓146の高さは徐々に低
くなる。
2内にいつ冷却流体を循環させるべきかを決定するため
に熱電対231と232で測定される温度を利用するこ
とに関するものである。その説明はまた、浴40に対し
ていつ加熱要素を作動させるべきを決定するための根拠
として熱電対232で測定される温度を利用することに
も適用できる。その説明は装置が通常の安定した作動状
態にあるときに当てはまるものである。上記の説明に関
わらず、栓146が鋼帯32を把持するならば、加熱要
素(例えば、電磁石150)によって浴40へ供給され
る熱を増加し、上部冷却流路152、152内を冷却流
体が循環するのを停止し、その結果、栓146の長さを
短くし、栓146による鋼帯32への抵抗を減少するこ
とができる。
循環する冷却流体は、連続的であり、その循環量が削減
されることはない。ある状況下では、栓146の長さは
過度になるので、加熱要素を作動させて上部冷却流路1
52、152内の冷却流体の循環を停止することによっ
て栓の長さを速やかに減少することができる。そのよう
な状況下で、下部冷却流路151、151内を循環する
冷却流体の量を削減したり、または完全に停止すること
もできる。その結果、栓146の長さをより速く減少す
ることができる。
却要素139に関するものであり、そこでは、熱電対2
30〜232が浴40の温度と通路148内の栓146
の温度を測定するために使用されている。同様な配置
は、容器38とその狭い首状の上部58についても採用
することができる(図2)。この実施例において(図
2)、233のような熱電対は、浴位置47における容
器38内の浴温を測定するために使用することができ、
230〜232のような熱電対は狭い上流部分58内の
栓46の温度を測定するために使用できる。
の要素、例えば、鋼板である。しかし、上記した形態の
鋼帯は、本発明を実施するためのストリップの一実施例
を示すものに過ぎない。ロッド状のものや棒状のものや
ワイヤ状のものや管状のものなどの他の形態のストリッ
プも、本発明に従って、すなわち、ストリップ通過開口
の下流側のメッキ金属を冷却するためと栓の下流側の溶
融メッキ金属を加熱するための上記した手段とともに、
凝固したメッキ金属からなる栓を使って、溶融メッキ浴
からの溶融メッキ金属の漏れを防止することができる限
り使用することができる。
浴を保有する容器の下部にあるストリップ通過開口につ
いて説明した。しかし、本発明はストリップ通過開口が
容器の側壁にあり、容器がストリップ通過開口のレベル
より上に位置する溶融金属メッキ浴を保有する装置につ
いても適用できる。
または亜鉛合金であるものについてであった。本発明を
他のメッキ金属(例えば、アルミニウム)について適用
するとき、処理条件のうち幾らかはメッキ金属が亜鉛で
あるときと異なる(例えば、浴温、鋼帯の速度または鋼
帯の温度および栓の温度など)。しかし、それらのメッ
キ金属に対する適切な処理条件は、経験的に決定するこ
とができる。そして、その決定は、溶融メッキ技術の当
業者にとって可能な事柄である。
瞭にするためにのみなされたものであり、何らの限定も
されるべきでなく、変形は当業者にとって容易である。
で、水中ガイドロールを不要にし、メカニカルシールを
使用する必要がなく、浴内に溶融メッキ金属を封じ込め
るだけでなく、ストリップ通過開口を通って溶融メッキ
金属が漏れたり滴下したりすることのない溶融メッキプ
ロセスを提供することができる。
置の概略構成図であり、図1(b)はその装置によって
メッキされる鋼帯の速度制御と張力制御を示すブロック
図である。
示す部分破断図である。
である。
有する容器の斜視図である。
容器の半分の立側面図である。
の線11−11に沿った容器の縦断面図である。
似する縦断面図である。
の斜視図である。
一部断面を示す。
似する端面図である。
ある。
斜視図である。
である。
図18に類似する縦断面図である。
変形例を示す拡大縦断面図であり、図20(b)、図2
0(c)は図20(a)に示す装置の一部の変形例の縦
断面図である。
部材の配置を示すフロー図である。
たはボトムシールを示す立面図であり、一部断面を示
す。
22のゲートを示す。
る。
の縦断面図である。
模式的に示す容器の縦断面図である。
Claims (85)
- 【請求項1】 連続した金属ストリップと、 溶融メッキ金属の浴を保有するための容器と、 上記容器内に保有された頂面を有する溶融メッキ金属の
浴と、 上記浴の頂面下に位置する浴と一体となったストリップ
通過開口と、 上記開口から浴内に連続した金属ストリップを導入する
ことが可能な手段と、 上記ストリップに金属をメッキするために上記ストリッ
プ通過開口と浴内を通って伸びる経路に沿って連続した
金属ストリップを移動させるための手段と、 上記浴から凝固したメッキ金属からなり上記開口の下流
側で上記ストリップを囲み且つストリップに対して実質
的に静止している栓と、 上記ストリップの浴内の移動は妨げずに上記開口を通っ
て浴内の溶融金属が飛散するのを防止するために上記栓
に備えられた手段と、 上記栓を形成し且つストリップがメッキされるあいだ栓
を保持するための上記開口の下流側の容器内のメッキ金
属を冷却するための手段と、 上記栓の下流側の浴内の溶融金属を加熱するための手段
とからなる溶融メッキ装置。 - 【請求項2】 冷却手段がその位置に栓を形成するため
に開口に接する下流側の金属を冷却するための手段を有
する請求項1記載の溶融メッキ装置。 - 【請求項3】 冷却手段がストリップと、浴内を通って
ストリップを移動させるための手段とを有し、さらに、
上記浴内をストリップが移動することによって得られる
冷却効果を制御するための手段を有する請求項1記載の
溶融メッキ装置。 - 【請求項4】 溶融メッキ装置が浴内をストリップが移
動する速度を制御するための手段を有し、メッキ金属を
冷却するための手段が、ストリップが容器内のストリッ
プ通過開口に入るとき、ストリップの温度をメッキ金属
の融点より低い温度にするための手段を有する請求項3
記載の溶融メッキ装置。 - 【請求項5】 冷却効果を制御するための手段が、スト
リップがストリップ通過開口に入るときのストリップの
温度を制御するための手段を有する請求項4記載の溶融
メッキ装置。 - 【請求項6】 ストリップの速度を制御するための手段
がストリップの速度を実質的に不変に保持するための手
段を有する請求項5記載の溶融メッキ装置。 - 【請求項7】 加熱手段によって浴内に導入される熱量
が冷却手段によって浴から除去される熱量を補償するよ
うに、加熱手段によって生みだされる加熱効果を制御す
るための手段を有する請求項3記載の溶融メッキ装置。 - 【請求項8】 浴温を安定に保持するように、冷却手
段、加熱手段および加熱効果を制御するための手段が、
冷却手段の冷却効果と加熱手段の加熱効果をバランスす
る手段を有する請求項7記載の溶融メッキ装置。 - 【請求項9】 バランスする手段が栓を固体状態に保持
し且つ栓の長さを制御するための手段を有する請求項8
記載の溶融メッキ装置。 - 【請求項10】 加熱効果を制御するための手段が浴温
を制御するための手段を有し、該浴温制御手段が栓に接
する下流側に位置する請求項7記載の溶融メッキ装置。 - 【請求項11】 冷却手段が開口の下流側に位置する冷
却要素を有する請求項1記載の溶融メッキ装置。 - 【請求項12】 冷却手段が冷却要素によって生み出さ
れる冷却効果を制御するための手段を有する請求項11
記載の溶融メッキ装置。 - 【請求項13】 冷却要素内に複数の冷却流路と各冷却
流路に冷却流体を循環させるための手段を有し、冷却要
素によって生み出される冷却効果を制御するための手段
が冷却流体が循環する冷却要素内の冷却流路の数を制御
するための手段を有する請求項12記載の溶融メッキ装
置。 - 【請求項14】 浴内のストリップの移動を妨げずに、
栓がない場合に、上記浴内の溶融金属が開口を通って漏
れるのを防止するように上記開口を閉じるために、開口
に接する下流側に位置するゲート手段を有し、上記浴内
の溶融金属が上記開口を通って漏れるのを防止するため
の閉位置と、該閉位置から離間した開位置との間の移動
のための手段がゲート手段に装着されている請求項1記
載の溶融メッキ装置。 - 【請求項15】 ゲート手段が、開口において各々がス
トリップの反対側に位置する一組のゲートを有し、溶融
金属の漏れ防止を促進するために、ストリップが下流方
向に移動するとき、それぞれがストリップの反対側に密
着するように係合するためにゲートの各々にワイパー手
段を有する請求項14記載の溶融メッキ装置。 - 【請求項16】 加熱手段が、以下の(a)〜(c)の
中の少なくとも一つの手段を有する請求項1記載の溶融
メッキ装置。 (a)栓に接する下流側の浴の周りに位置する誘導加熱
手段 (b)栓に接する下流側の浴を横切って伸びる部分を有
する磁場を形成するための時変電流を使用する電磁石 (c)栓に接する下流側の位置において浴を誘導加熱す
るための手段。 - 【請求項17】 容器が開口から下流側に伸びる比較的
狭い部分と狭い部分の下流側に位置する比較的広い部分
を有し、栓が上記開口から狭い部分に伸び、加熱手段が
栓に接する下流側の浴の部分と一体になっている請求項
1または16記載の溶融メッキ装置。 - 【請求項18】 冷却手段が開口の下流側と加熱手段の
上流側に位置する冷却要素を有する請求項17記載の溶
融メッキ装置。 - 【請求項19】 ストリップにメッキするための予め選
択された浴温の範囲があり、 加熱手段が浴に熱を付与する活性加熱状態と浴に熱を付
与しない不活性加熱状態との間で作動可能な手段を有
し、 上記浴の温度を測定するための手段を有し、 浴温が浴温範囲の下限にあるとき上記浴を加熱するため
に加熱手段を活性状態にするための手段と、浴温が浴温
範囲の上限にあるとき加熱手段を不活性状態にするため
の手段とを有する請求項1記載の溶融メッキ装置。 - 【請求項20】 移動手段が栓を通ってストリップを移
動させるための手段を有し、上記栓はストリップが栓を
通って移動するときストリップに摩擦力を作用し、加熱
手段は栓によってストリップに作用する摩擦力を減少す
るために栓の長さを短くするための手段を有する請求項
1記載の溶融メッキ装置。 - 【請求項21】 容器は開口の下流側に伸びる比較的狭
い部分と、狭い部分の下流側に位置する比較的広い部分
を有し、栓は開口から上記狭い部分に伸びている請求項
1記載の溶融メッキ装置。 - 【請求項22】 磁場を形成するために時変電流を使用
する電磁石が栓に接する下流側の浴を横切って伸びる部
分を有する請求項21記載の溶融メッキ装置。 - 【請求項23】 電磁石が栓に接する下流側の容器の部
分を横切って位置し、上記電磁石は、栓に接する下流側
において、開口から離れる方向に溶融金属浴を押し上げ
る力を生成するために磁場と共働して浴にうず電流を誘
導する電磁場を形成するための手段を有する請求項21
または22記載の溶融メッキ装置。 - 【請求項24】 電磁石は浴を攪拌するための手段を有
し、電磁石によって生み出される攪拌を制御し且つ前後
のスロッシング攪拌を避け、攪拌によって起こされる栓
の腐食を減少するために時変電流のアンペアを調節する
ための手段を有する請求項22記載の溶融メッキ装置。 - 【請求項25】 ストリップを経路に沿って移動させる
手段が、開口と浴内を通って実質的に垂直方向に伸びる
経路に沿ってストリップを移動させるための手段を有
し、容器がストリップの平面に対して直角の垂直方向の
平面に沿って実質的に漏斗状の垂直断面を有する請求項
1記載の溶融メッキ装置。 - 【請求項26】 開口から下流方向の栓の長さを制御す
るための手段を有する請求項1記載の溶融メッキ装置。 - 【請求項27】 栓の長さを制御するための手段が、冷
却手段による冷却効果を制御するための手段を有する請
求項26記載の溶融メッキ装置。 - 【請求項28】 加熱手段が栓に接する下流側に位置
し、栓の長さを制御するための手段が浴温を比較的安定
に保持するために加熱手段の加熱効果を制御するための
手段を有する請求項26または27記載の溶融メッキ装
置。 - 【請求項29】 冷却手段が、開口の下流側に位置する
冷却要素と、該冷却要素によって生み出される冷却効果
を制御するための手段を有する請求項26記載の溶融メ
ッキ装置。 - 【請求項30】 冷却要素が、ストリップ通過開口の比
較的近くに位置する冷却流体が循環する第一流路手段
と、第一流路手段の下流側に位置する冷却流体が循環す
る第二流路手段とを有する請求項29記載の溶融メッキ
装置。 - 【請求項31】 冷却手段が、栓を形成するために第一
流路手段に沿って冷却流体を循環させるための手段と、
栓の長さを増加するために第二流路手段に沿って冷却流
体を循環させるための手段とを有する請求項30記載の
溶融メッキ装置。 - 【請求項32】 冷却効果を制御するための手段が、栓
の長さを減少するために第二流路手段に沿った冷却流体
の循環量を削減するための手段を有する請求項31記載
の溶融メッキ装置。 - 【請求項33】 冷却手段の冷却効果を制御するための
手段が第二流路手段に沿った冷却流体の循環量を削減す
るための手段を有し、加熱手段が栓に接する下流側に位
置し、上記加熱手段と循環量削減手段が栓の長さを減少
するために共働する手段を有する請求項30記載の溶融
メッキ装置。 - 【請求項34】 浴温を比較的安定に保持するために加
熱手段の加熱効果を制御するための手段を有する請求項
33記載の溶融メッキ装置。 - 【請求項35】 容器が浴内にストリップを導入するた
めに上流側に開口を有し、 冷却手段が冷却要素を有し、 該冷却要素が金属ストリップのための通路を有し、 該通路が、浴内の溶融金属を受けるために上流側の容器
開口と通じる下流側の開口と、ストリップ通過開口を構
成しストリップを受けるための上流側の開口を有し、 上記冷却要素が上記通路を冷却するために冷却要素内へ
冷却流体を導入するために、上記通路の各々の側に一組
の流路手段を有する請求項1記載の溶融メッキ装置。 - 【請求項36】 溶融メッキ金属の浴を保有するための
容器を有し、 該容器は連続した金属ストリップを上記浴内に導入する
ために上流側の開口を有し、 冷却要素が上記上流側の容器開口に一体的に設けられ、 上記冷却要素が金属ストリップのための通路を有し、 該通路が、浴内の溶融金属を受けるために上流側の容器
開口と通じる下流側の開口と、上記ストリップを受ける
ための上流側の開口とを有し、 上記冷却要素がストリップ通路を冷却するために冷却要
素内に冷却流体を導入するために、上記通路の各々の側
に一組の流路手段を有する溶融メッキ装置。 - 【請求項37】 流路手段の各々が第一流路と第二流路
を有し、第一流路がストリップ通路の上流側開口に比較
的近くに位置し、第二流路が第一流路の下流側に位置す
る請求項36記載の溶融メッキ装置。 - 【請求項38】 上流側開口と下流側開口との間の中間
にあるストリップ通路内の温度を感知するための第一温
度感知手段を有する請求項36または37記載の溶融メ
ッキ装置。 - 【請求項39】 第一温度感知手段の実質的に下流側の
ストリップ通路内の温度を感知するための第二温度感知
手段を有する請求項38記載の溶融メッキ装置。 - 【請求項40】 容器の上流側開口に接する下流側の容
器内の温度を感知するための手段を有する請求項39記
載の溶融メッキ装置。 - 【請求項41】 第二流路内に冷却流体を循環させずに
第一流路内に冷却流体を循環させ、第一および第二流路
内に同時に冷却流体を循環させるために冷却流体を制御
する手段を有する請求項37記載の溶融メッキ装置。 - 【請求項42】 連続した金属ストリップに金属層をメ
ッキする方法であって、 溶融メッキ金属の浴を保有するための容器を備え、 上記浴内に溶融メッキ金属の浴を保有し、該浴が頂面を
有し、 上記容器と一体になったストリップ通過開口を備え、該
開口が上記浴の頂面より低く、 上記ストリップ通過開口と浴内を通って伸びる経路に沿
って連続した金属ストリップを移動させ、 ストリップが上記通路に沿って移動するとき上記金属層
をストリップにメッキし、 浴内のメッキ金属を凝固させることによって、上記開口
の下流側においてストリップを囲み且つ上記ストリップ
に対して実質的に静止している栓を形成し、 上記ストリップの浴内の移動は妨げずに浴内の溶融金属
が上記開口を通って漏れるのを防止するために上記栓を
使用し、 上記栓を形成し且つ保持するために上記開口の下流側の
容器内のメッキ金属を冷却し、 上記栓の下流側の溶融金属浴を加熱することからなる溶
融メッキ方法。 - 【請求項43】 冷却工程が、その位置に栓を形成する
ために開口に接する下流側で実行される請求項42記載
の溶融メッキ方法。 - 【請求項44】 冷却工程が、ストリップと、浴内のス
トリップの移動を利用し、さらに、浴内のストリップの
移動によって得られる冷却効果を制御することからなる
請求項42記載の溶融メッキ方法。 - 【請求項45】 ストリップが浴内を移動する速度を制
御し且つ冷却効果を制御する工程が、ストリップが容器
内のストリップ通過開口に入るとき、メッキ金属の融点
より実質的に低い温度をストリップに付与することから
なる請求項44記載の溶融メッキ方法。 - 【請求項46】 冷却効果を制御する工程が、ストリッ
プがストリップ通過開口に入るときのストリップ温度を
制御することを含む請求項45記載の溶融メッキ方法。 - 【請求項47】 ストリップ速度を制御する工程が、ス
トリップの速度を実質的に不変に保持することである請
求項46記載の溶融メッキ方法。 - 【請求項48】 ストリップが、ストリップ通過開口に
入る前に融剤をストリップの表面に塗布し、 上記ストリップは融剤が塗布される時とストリップが浴
に入る時との間において融剤が解離する温度より低い温
度に保持され、 栓を形成し且つ保持するべく上記ストリップが冷却工程
を実行できるように、メッキ金属の融点より十分に低い
温度でストリップがストリップ通過開口に入る請求項4
5記載の溶融メッキ方法。 - 【請求項49】 メッキ金属が亜鉛からなり、 浴はストリップがストリップ通過開口に入るとき、42
0℃(788°F)より高い温度であり、 上記ストリップはストリップ通過開口に入るとき、38
℃(100°F)より高く、120℃(248°F)よ
り低い温度を付与される請求項48記載の溶融メッキ方
法。 - 【請求項50】 加熱工程によって浴に導入される熱量
が冷却工程によって浴から除去される熱量を補償するよ
うに、加熱工程によって得られる加熱効果を制御するこ
とを含む請求項44記載の溶融メッキ方法。 - 【請求項51】 浴温を比較的安定に保持するために、
冷却工程の冷却効果と加熱工程の加熱効果をバランスさ
せることを含む請求項50記載の溶融メッキ方法。 - 【請求項52】 バランス工程が栓を固体状態に保持し
且つ栓の長さを制御するものである請求項51記載の溶
融メッキ方法。 - 【請求項53】 加熱効果を制御する工程が、浴の温度
を制御し且つ栓に接する下流側において浴温制御工程を
実行することからなる請求項50または51記載の溶融
メッキ方法。 - 【請求項54】 冷却工程が開口の下流側に位置する冷
却要素を使用するものである請求項42記載の溶融メッ
キ方法。 - 【請求項55】 冷却工程が冷却要素によって得られる
冷却効果を制御することを含む請求項54記載の溶融メ
ッキ方法。 - 【請求項56】 冷却要素に複数の冷却流路を備え、 上記冷却要素内に冷却流体を循環させ、 冷却要素によって生み出される冷却効果を制御する工程
が、冷却流体が循環する冷却要素内の冷却流路の数を調
節することである請求項55記載の溶融メッキ方法。 - 【請求項57】 栓がない場合に、ストリップの浴内の
移動を妨げず、浴内の溶融金属が開口を通って漏れるの
を防止するべく開閉するためのゲート手段を上記開口に
接する上流側に配置し、 浴内の溶融金属が開口を通って漏れるのを防止するため
の閉位置と該閉位置から離間した開位置との間で移動す
るための手段がゲート手段に装着されている請求項42
記載の溶融メッキ方法。 - 【請求項58】 ゲート手段として、開口において各々
がストリップの反対側に位置する一組のゲートからなる
ものを使用し、 ストリップが下流方向に移動するとき、溶融金属の漏れ
を防止するために、各々がストリップに対して反対側に
密着係合するワイパー手段を各ゲートにおいて使用する
請求項57記載の溶融メッキ方法。 - 【請求項59】 加熱工程が、以下の(a)〜(c)の
中の少なくとも一つの工程を含む請求項42記載の溶融
メッキ方法。 (a)栓に接する下流側において誘導加熱を実行するこ
と (b)栓に接する下流側の浴を横切って伸びる部分を有
する時変磁場を形成すること (c)栓に接する下流側において誘導加熱を実行するこ
と。 - 【請求項60】 容器が、開口から下流側に伸びる比較
的狭い部分と該狭い部分の下流側に位置する比較的広い
部分とを有し、 栓が上記開口から狭い部分に伸び、 加熱工程が栓に接する下流側において実行される請求項
59記載の溶融メッキ方法。 - 【請求項61】 冷却工程が、開口の下流側と、加熱工
程が実行される位置の上流側において冷却要素を使用す
る請求項60記載の溶融メッキ方法。 - 【請求項62】 ストリップにメッキするためにあらか
じめ選択された浴温範囲があり、加熱工程は浴に熱が付
与される活性状態と浴に熱が付与されない不活性状態と
を有し、 浴の温度を測定し、 浴温が浴温範囲の下限にあるとき、浴を加熱するために
上記活性状態を使用し、 浴温が浴温範囲の上限にあるとき、上記不活性状態を使
用する請求項42記載の溶融メッキ方法。 - 【請求項63】 移動工程が栓内を通るストリップの移
動であり、 ストリップが栓内を通って移動するとき、栓はストリッ
プに摩擦力を作用し、 栓の長さを短くし且つ栓によってストリップに作用する
摩擦力を減少するために加熱工程を使用する請求項42
記載の溶融メッキ方法。 - 【請求項64】 ストリップがストリップ通過開口に入
るときにストリップが冷却工程を実行するには高すぎる
温度をストリップに付与し、 冷却工程が開口の下流側に位置する冷却要素を使用する
請求項42記載の溶融メッキ方法。 - 【請求項65】 メッキ金属が亜鉛からなり、 浴温が420℃°以上500℃まで(788°F以上9
32°Fまで)の範囲に維持され、 ストリップ温度は、ストリップがストリップ通過開口に
入るときに浴に対して維持された範囲内の温度である請
求項64記載の溶融メッキ方法。 - 【請求項66】 容器は開口の下流側に伸びる比較的狭
い部分と該狭い部分の下流側に位置する比較的広い部分
を有し、 栓は上記開口から狭い部分に伸び、 栓に接する下流側の位置の浴を横切って伸びる部分を有
する磁場を形成する請求項42記載の溶融メッキ方法。 - 【請求項67】 栓に接する下流側において、開口から
離れる方向に溶融金属浴を押し上げる力を及ぼすため
に、磁場と協同するうず電流を浴内に誘導する電磁場を
形成することからなる磁場を形成する工程を含む請求項
66記載の溶融メッキ方法。 - 【請求項68】 磁場を形成するために時変電流を使用
し、 浴を攪拌するために上記磁場を使用し、 磁場によって得られる攪拌を制御し且つ前後のスロッシ
ング攪拌を避けるために時変電流のアンペアを調節し、 それによって攪拌による栓の腐食を減少する請求項66
記載の溶融メッキ方法。 - 【請求項69】 経路に沿ってストリップを移動させる
工程が、開口および浴内を通って実質的に垂直に伸びる
経路に沿ってストリップを移動させることからなる請求
項42記載の溶融メッキ方法。 - 【請求項70】 開口から下流方向の栓の長さを制御す
ることを含む請求項42記載の溶融メッキ方法。 - 【請求項71】 長さ制御工程が、 栓の下流側の浴の圧力によって上流方向に押し出される
ときに抵抗し、浴の熱による局部的な溶損に抵抗するに
十分な長さの栓を備え、 ストリップが栓内を通って下流側に移動するとき、スト
リップに対する過度の抵抗を避けるに十分に短い長さの
栓を備えている請求項70記載の溶融メッキ方法。 - 【請求項72】 長さ制御工程が、冷却工程の冷却効果
を制御するものである請求項70記載の溶融メッキ方
法。 - 【請求項73】 栓に接する下流側で加熱工程を実行
し、 浴温を比較的安定に保持するために加熱工程の加熱効果
を制御する請求項70または72記載の溶融メッキ方
法。 - 【請求項74】 栓の長さを制御する工程が、以下の
(a)〜(c)の中の少なくとも一つのサブ工程を有す
る請求項70記載の溶融メッキ方法。 (a)冷却工程の冷却効果を制御すること (b)加熱工程の加熱効果を制御すること (c)(a)および(b)の工程の組み合わせを使用す
ること - 【請求項75】 ストリップの速度を実質的に変化させ
ずに保持する請求項74記載の溶融メッキ方法。 - 【請求項76】 冷却工程が、開口の下流側に位置する
冷却要素を使用し、冷却要素によって得られる冷却効果
を制御することからなる請求項70記載の溶融メッキ方
法。 - 【請求項77】 冷却工程が、 冷却要素に冷却流体が循環する第一流路手段を備え、該
第一流路手段がストリップ通過開口に比較的近く、 冷却要素に冷却流体が循環する第二流路手段を備え、該
第二流路手段が第一流路手段の下流側に位置し、 栓を形成するために第一流路手段内に冷却流体を循環さ
せ、 栓の長さを増加するために第二流路手段内に冷却流体を
循環させることからなる請求項76記載の溶融メッキ方
法。 - 【請求項78】 冷却効果を制御する工程が、栓の長さ
を減少するために第二流路手段内の冷却流体循環量を削
減するものである請求項77記載の溶融メッキ方法。 - 【請求項79】 加熱工程を栓に接する下流側で実行
し、 加熱工程が栓の長さを減少するために循環量の削減工程
と共働する請求項78記載の溶融メッキ方法。 - 【請求項80】 浴温を比較的安定に保持するために加
熱工程の加熱効果を制御することを含む請求項79記載
の溶融メッキ方法。 - 【請求項81】 請求項42記載の溶融メッキ方法にお
いて行う開始時の操作であって、 容器を浴を保有しない空の状態にし、 栓がない場合に、浴内のメッキ金属が開口を通って漏れ
るのを防止し且つ開口を通って浴内にストリップが移動
できるように、上記開口を閉じるためにストリップ通過
開口に接する上流側に閉じることが可能なゲート手段を
配し、 上記ゲート手段を閉じ、 溶融メッキ金属を浴内に導入し、 溶融メッキ金属が浴内に導入されるとき、経路に沿って
連続した金属ストリップを移動させ、 開口の下流側において、栓を形成するために容器に導入
した溶融メッキ金属を冷却し、 それからゲートを開くことからなる開始時の操作。 - 【請求項82】 栓が形成される位置の下流側の浴の部
分を加熱せず、 一旦栓が形成されると、栓に接する下流側の浴の部分を
加熱する請求項81記載の開始時の操作。 - 【請求項83】 開口に接する下流側に、容器内に溶融
メッキ金属を導入する前にメッキ金属の複数の冷却片を
配置し、その位置の溶融メッキ金属の冷却を促進する請
求項81または82記載の開始時の操作。 - 【請求項84】 開口に接する下流側で冷却工程を実行
し、その位置の浴を冷却し且つその位置に栓を形成する
請求項81、82または83記載の開始時の操作。 - 【請求項85】 メッキ金属が亜鉛、アルミニウム及び
それらの合金の中の一つである請求項42記載の溶融メ
ッキ方法。
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