JPS6048587B2 - 溶融めつき装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶融めつき装置、詳しくは鋼板等のストリップ
を連続的に溶融めつきする際に安定したかつ良質のめつ
き層が得られる溶融めつき装置に関するものである。

近年、鋼ストリップをめつき浴例えば亜鉛浴に浸漬した
後、ストリップめつき浴から引き出した直後の位置でガ
スワイピングノズルから、高圧ガスを噴出して、ストリ
ップ面に付着するめつき層の厚み（目付量）を制御する
ガスワイピングめつき方法が開発されている。

このガスワイピング方法を実施するための設備は、例え
ば第１図に示す如くストリップ１をめつき槽２内へ送り
込み、めつき浴３中に浸漬してめつきした後、めつき浴
３内のポットロール４によつて方向を変えめつき槽２の
上方に引き上げられる。

ストリップ引き出し直後のストリップの通過ラインをは
さむ位置には対向する一対のガスワイピングノズル５が
配置され、通過するストリップ１面に対して該ノズル５
から不活性ガス、熱ガス等の高圧ガスが噴射され、その
動圧によつて余剰のめつき金属が排除され所望の目付量
に制御される。めつき槽が凝固し得るまで垂直に移行し
たストリップは上方に設けたトップロール６によつて方
向を変え次工程へ送られる。しかし、従来のガスワイピ
ング法においては、噴射ガスの圧力、ワイピングノズル
先端とストリップ面との距離及びガス衝突角度等の条件
を適宜変更することによつて、ガスワイピング作用の適
Ｊ正化或いは目付量の制御を行なつているが、特に１５
０ｍ／ｍｌｎ以上の高速めつき時においてめつき目付量
の制御を好適な状態で行なう手段を見い出していないの
が実情である。

例えば、溶融亜鉛めつきラインを例に挙げる丁と、設備
能力的には通板速度１５０ｍ／ｍｉｎ以上の能力を持ち
ながら１５０ｍ／ｍｉｎまでのめつき通板速度の操業に
とどまつているのが現状である。

この通板速度の高速化を阻む原因としては次の点が考え
られる。（１）通板速度を増大すると必然的に溶融めつ
き金属の持ち上げ量が増し、このためワイピング力を高
くする必要がある。

ワイピングカを高めるにはワイピングガス噴射圧力を高
くすることによつて可能となるが、この圧力の増加はめ
つき面に衝突する高圧ガスによる溶融金属の飛散を多く
して多量のスプラッシュを発生せしめ、これが溶融めつ
き金属の酸化を招来する。又ノズル圧力の増大は大気の
巻込みを多くし同じくめつき金属の酸化を促進する。こ
の酸化は浮遊ドロスを生成し、めつき表面のドロス付着
及めつき釜の金属歩留を低下させる等の問題を引き起す
。本発明者等の実験によれは１５Ｑｍ／Ｍｉｎから１６
０ｍ／Ｍｉｎに速度を上げただけで、ドロス量は２倍に
なつた事が確認されている。従つて、高速化した場合に
これに対応してワイピング圧力に高く維持できないこと
が、通板速度の向上を計れない要因となる。（２）又高
圧ワイピングを相対するノズル配置で行なうと０．８ｋ
ｇ／ｃイ以上で音速流となり、板巾より広いノズルの相
対する位置でガス流相互が衝突し、１００〜２００ホー
ンもの高周波騒音を発生し、作業環境を極度に悪化させ
る。（３）上記の（１）に関連するが、多量のスプラッ
シュの発生及びドロスの生成は溶融めつき金属の粘性を
増し、これがワイピングノズルの先端に付着すると、ノ
ズル詰りを起す。

ノズル詰りの事態が生じるとライン全体を止めねばなら
ず、設．備稼動率の低下は避けられない。（４）ストリ
ップは圧延時に中伸び，片伸びなどが生じ必ずしも形状
が一定にならす変形することがある。このため２点間で
ストリップに張力をかけて搬送する場合に、ストリップ
板巾方向に二反り、所謂Ｃ反りを生じ、これがワイピン
グ力の均一性を損ない、かつストリップとノズルとの接
触などの障割をもたらす。このためノズルはストリップ
面に対し余り近接できない。（５）めつき浴から引き出
されたストリップはそのグめつき槽が未凝固状態にある
間はロール等のガイドに接触させると、めつき槽の品質
が損われるため、何らのガイドを接触させることなくト
ップロールの位置まで垂直上方に高く導くことが要求さ
れる。

特に高速のめつき処理を目的とする場合には、めつき浴
面からトップロールまでの距離は増々大きくなる。この
ためストリップはその垂直移行ラインにおいて揺動を生
じ、これがワイピングノズルとストリップ面との間隔を
ワイピング中に変動させることになり、その結果めつき
厚みにむらを生じる。これはワイピングの圧力がストリ
ップ面に有効に作用し、吹拭作用としての力、所謂面圧
は距離の２乗に反比例するからである。又このストリッ
プの揺動によつてワイピングノズルはストリップ面に近
接して配置すると接触の危険があるため、ノズルはスト
リップに対し余り近接することは困難である。本発明者
は従来のガスワイピング法における高速化を阻む原因を
検討しかつこれを解決して高速化を達成するべく種々研
究を重ねた結果、従来のガスワイピング法におけるノズ
ル配置とは基本的に異なるノズル配置，すなわちガスワ
イピングノ・ズルに対向して静圧流体バッドを配置する
ことにより、通板速度を高速化しても良好なワイピング
作用が行なわれることを見い出し本発明を完成したもの
である。

本発明の目的とするところは従来のガスワイピング法に
おいて困難とされていた高速（１５０ｍ／Ｍｉｎ以上）
の溶融めつきを可能ならしめ、これにより作業性の大巾
な向上を計ることができる溶融めつき装置を提供するこ
とにある。

又本発明の他の目的とするところはワイピング位置にお
けるストリップの振動を極力抑制しかつＣ反りを矯正で
き、これによりワイピングノズルの噴射圧力の増大とス
トリップ面に対する近接配置を可能とし、その結果目付
量制御範囲の拡大が計れる溶融めつき装置を提供するこ
とにある。更に、本発明の別の目的はワイピングガスの
ストリップ反対面への廻り込み現象を皆無ならしめ良質
なめつき面が得られると共に、片面又は両面めつき或い
は差厚めつきに対しても適用可能な溶融めつき装置を提
供することにある。上記の目的を達成するための本発明
の溶融めつき装置は、ストリップの連続的めつきを行な
う溶融めつき装置において、めつき浴に浸漬後引き上げ
られるストリップのめつき金属が未だ凝固していない位
置にめつき厚制御用のガスワイピングノズルを配置する
とともに、該ワイピングノズルとストリップをはさんで
相対する位置に静圧流体パットを配置することを特徴と
する。

又本発明は上記構成に必要に応じて、めつき浴面上にワ
イピングノズル及び静圧流体バッドを囲繞するシールボ
．ツクスを設けたことを付加することができる。以下本
発明の詳細な説明にしたがつて説明する。第２図は本発
明の基本的な構成を示す略図であり、１１はめつき槽、
１２はめつき浴、１３はめつき槽１１の一端上方から導
入されてめつき浴１２内に浸漬されシンクロール１４に
よつて垂直上方に引き上げられるストリップ、１５はト
ップロール、１６はストリップ１３のめつき槽１２から
の引き出し直後の位置にてストリップ１３の片面側に配
置したワイピングガス噴射ノズル、１７はストリップ１
３をはさんで前記ノズル１６と相対する位置に配置した
静圧流体バッドである。

上記ワイピングガスノズル１６はガス供給源に連結され
笛宜の組成のワイピング用のガスを所定−の圧力でスト
リップ１３の巾全体にわたつて噴射する如く構成され、
公知のワイピングガスノズルと同様の構造となつている
。該ノズル１６からの噴射ガスはストリップ面に対して
垂直に又は角度を付して衝突させることができる。又、
静圧流体バッド１７における静圧力とはストリップ及び
該ストリップに対して流体を放出する装置（バッド）間
に形成される力であつてしかも平行な一定範囲内でスト
リップに作用する力を意味し、本発明の静圧流体バッド
はこのような静圧力をストリップに作用せしめるものて
あればいかなる構造のものでも差し支えない。

例えば、第２図に示す如く静圧流体バッドの全体を流体
供給源に接続したボックス状に形成して、流体を封じ込
める構造としかつボックスのストリップに対向 フする
１面のみを開放した構成とする。あるいは第３図に示す
如く流体供給源に接続する中空室１８と、上下に設けた
スリット孔１９と、該孔１９の間に設けたストリップに
ほぼ平行な板２０とからボックス状の静圧流体バッド１
７を形成してもよ フい。この場合孔１９は図示のよう
に向い合うように指向させるか、もしくはストリップ面
に対して垂直に指向させてもよい。静圧流体バッド１７
へ供給される流体は、ガスワイピングと同様にＮ２ガス
等の不活性ガス、もしくは燃焼排ガスでも可能てある。

しかし溶融金属の酸化による粘度の向上による凝固性の
抑制，ドロス発生及びノズル目詰り防止を考慮すれば、
Ｎ。

ガス等の不活性ガスの加熱流体を用いるのが好ましい。
なお、静圧流体バッド１７の巾はストリップの巾とほぼ
同一以下とすることが好ましい。

これは動圧ワイピングによつて生じる溶融金属のスプラ
ッシュが静圧バッドに付着蓄積しないためである。又静
圧流体バッド１７はその静圧力をストリップに対して有
効に作用せしめるためには、ストリップ面にできるだけ
近接せしめることが望ましいが、ストリップ面に付着し
てくるめつき金属に接触しないことがめつき外観の損傷
をさける上で必要てある。

又動圧ノズルとなるワイピングガスノズル１６からの噴
射ガスは、静圧流体バッド１７による静圧力が作用して
いる範囲内におけるストリップ面に衝突するものとする
が、必ずしも静圧力の作用している中心に衝突する必要
はない。

このようなワイピングガスノズル１６及び静圧流体バッ
ド１７の組合せによるストリップ及びめつき金属の動向
を第３図によつて説明する。

従来の如く一対の対向する動圧によるワイピングノズル
によつてワイピングガスをストリップ面に噴射する場合
には、ガスの衝突点はストリップ巾方向に見て線的な状
態にならざるを得ず、これは動圧Ｊを動圧の衝突でスト
リップを保持する力は弱くその揺動防止には余り効果が
なく又Ｃ反り等の板形状の矯正作用も効果がない。これ
に対し本発明ではストリップ１３の片面側に静圧流体バ
ッド１７が配置されているため、ストリップ１３は静圧
力フが作用している範囲内では面的な状態で保持される
ことになり、ノズル１６による動圧力と相まつて静圧の
エアークツシヨンカとワイピングの動圧による押しの力
によつてストリップの保持力は大きくその揺動を極力抑
止することがてき、又ストフリップの巾方向の反り矯正
についても有効である。この揺動抑止力及ひ反り矯正力
は後述する第４図の如く、ストリップ１３の移行ライン
に沿つて複数個所に静圧流体バッドを配置することによ
つて一層大きくなる。又、ワイピングガスノズル１６側
ではめつき金属２１を所定の厚みに制御すべく動圧ガス
が噴出されるが、反対側の静圧流体バッド１７によつて
ストリップ１３が安定して保持されるため、ノズル１６
を従来以上にストリップ１３面に接近させることができ
、目付量制御の範囲を広げて薄目付のめつき層が得られ
る。

しかも静圧流体バッド１７の存在によつて噴射ガス及び
めつき金属がワイピング面の反対側に廻り込むことを防
止する。めつき金属は第３図に示すように引き上げられ
たストリップ１３面に付ずいして持ち上げられるが（ス
トリップの速度が早い程持ち上げ量は多くなる）、スト
リップの片面側はワイピングガスノズル１６によつて動
圧により所定の厚みに吹拭され、他方静圧流体バッド１
７にはならし効果はあつても動圧の如くワイピング効果
はなく、ほとんどめつき金属は吹拭されないで厚目付の
まま進行する。第２図の如く単一のワイピングノズル及
び静圧流体バッドを用いる場合には、片面めつき鋼板製
造の際に利用することができる。

例えば、自動車用ホテイの如く片面は耐食性の被覆，他
面は塗装を施したい場合には、片面亜鉛めつき鋼板が要
求される。この場合、ワイピングガスノズルにて所定の
めつき厚に制御された面を片面めつき面とし．て残し、
他方の静圧流体バッド側のストリップ面にめつき工程前
にあらかじめ化学的な処理（例えば亜鉛遮断塗装，又は
アルミナ，シリカ等のマスキング剤の塗布或いは鉄面の
片面酸化、及びマスキング剤と鉄面酸化との併用膜を生
成せしめるこ等）してめつきされないようにしておけば
よい。又その他にも所謂浴面隆起法によつて片面のみめ
つき金属を付着させる方法、或いは両面にめつき金属を
付着させた後に片面のみを研削してめつき金属を落す方
法、等によつて片面めつき鋼板を得？ることもできる。
次に第４図は本発明を実施するに当り最も好ましい溶融
めつき装置の要部を示すものであり、めつき浴から引き
出されたストリップに対し片面づつ位置を変えてワイピ
ングする態様を例示してい４る。

すなわち、図示するようにストリップ１３のめつき浴１
２からの引き出し直後の位置には第２図と同様に該スト
リップ１３をはさんで相対するワイピングガスノズル２
２及び静圧流体バッド２３が配置されているが、これら
の設置個所の直上に更に別のガスワイピングノズル２４
及び静圧流体バッド２５がストリップ１３をはさんで相
対する如く配置されている。しかも上方のノズル２４及
び静圧流体バッド２５は下方のノズル２２及びバッド２
３をその配置を逆にしており、ノズル２２側の上方に静
圧流体バッド２５が、又静圧流体バッド２３の上方にノ
ズル２４が設置されることになる。第４図のように構成
すると、まずストリップ１３の片面は第１段目のワイピ
ングノズル２２によつてワイピングされ、次にストリッ
プ１３の反対面を第２段目のワイピングノズル２４によ
つてワイピングされ、ストリップの両面とも所望のめつ
・き厚に制御される。

このワイピング時にいずれもノズルと相対する位置には
静圧流体バッド２３，２５が配置されているため、ノズ
ル２２，２４からのガス体噴射によつてストリップ側縁
を越えてめつき金属が廻り込む現象を防止すると同時に
、ストリップに静圧保持力を及ぼすことによつて該スト
リップのクッション効果を生ぜしめて揺動させることな
く安定して移行せしめ、以てワイピング作用を良好に行
なわしめることになる。なお、静圧流体バッド２３，２
５は可及的にストリップ１３面に対して近接させること
が好ましい。

又ワイピングノズル２２，２４間の距離は余り大きくす
ると第２段のノズル２４におけるワイピング作用が困難
になるので、設備上許容できる範囲内で接近させること
が望ましい。又、第４図においてワイピングノズル２２
，２４及び静圧流体バッド２３，２５を囲繞する如くシ
ールボックス２６を設け、このシールボックス２６内を
できるだけ非酸化性雰囲気に維持することが良質のめつ
き層を得るワイピングに有効である。

このシールボックス２６内の酸素濃度はラインズピード
及び目付量に応じて最大５００００ｐｐｍまで許容でき
る。通常、ワイピングガスの噴射速度を高くしたりする
楊合にシールボックスが存在しないと、ワイピングガス
ジェットが大気を巻込み、ストリップ面のめつき金属の
酸化，及びスプラッシュとして飛散する粒子（このため
表面積が大きくなる）の酸化をたとえＮ。

ガスを用いて増大せしめる。その結果浮遊ドロスが生成
しこれがめつぎ層あるいはめつき表面に付着・混入して
めつき光沢や品質を低下させる。のみならず酸化ドロス
を多量に発生し、釜歩留の低下をもたらす。又酸化金属
は溶融金属の融点よりはるかに融点が高く。従つて直ち
に凝固しかつ粘性が増すため、めつき層の持ち上げ量を
増加，スプラッシュの固付（例えばノズル，静正バッド
）を生じ、設備本来の機能障害、即ちノズル詰り、静正
バッドへの蓄積によるバッド機能停止などを引き起す。
このシールボックス２６は図示の如く二重構造（又は一
重構造ても可）に構成し、その上部中央にはストリップ
１３通適用の開口部２７が形成され、又内壁２８はワイ
ピングノズル及び流体バッド及びめつき浴上方のストリ
ップを囲繞しその下端はめつき浴面と間隔をもつて開放
されている。

更に外壁２９は前記内壁２８と間隔をあけてその全体を
囲繞し、かつその下端部はめつき浴１２の液面下に位置
する如く構成する。シールボックス２６の内壁２８及ひ
外壁２９間にはＮ。ガス等の噴出口３０が設けられ、こ
のＮ。ガス内壁２８下−端の開口かぁシールホツクス２
６によつて囲繞された範囲を大気圧以上に保持し、ボッ
クス２６上部の開口２７から放出する。このためシール
ボックス２６内の囲繞部は大気の浸入が阻止され、好適
な非酸化性雰囲気に維持され酸化による幣害を．皆無な
らしめる。更に静圧流体バッド，ワイピングノズル又は
それらの支持具等の表面はワイピングに伴なう溶融めつ
き金属のスプラッシュにさらされるおそれがあり、溶融
金属の付着や反応によつて損耗，目詰．り，固着蓄積す
る問題がある。

このためこれらの表面を溶融金属と反応しない材質、又
は濡れ難性の材質等で被覆することが好ましい。第４図
ては静圧流体バッド２２，２４の外表面を被覆した皮膜
３１を示している、この被覆として好適なものとしては
、例えばクロムめつき，ＮｉＯ２，Ｆｅ。Ｏ。，ＳｉＯ
。，Ａｅ。Ｏ３，テフロン（商品名）加工，ホーロー加
工，タングステン及びその酸化物，タンタル，窒化処理
，その他の金属酸化物から成る皮膜が挙げられる。以上
説明したように本発明の溶融めつき装置によれば、ワイ
ピング時におけるめつき金属の他面への廻り込み及びス
トリップの揺動やＣ反り等が防止でき、これによりワイ
ピング効果を最大限に発揮させることができ、特に１５
０ｍ／Ｍｉｎ以上での高速溶融めつきにおいても、片面
又は両面めつきのいずれも極めて良好な品質のめつき層
が得られる。又は、本発明の採用によつてめつき層の目
付制御範囲が著しく拡大し、超極薄目付のめつき層も得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来公知の連続溶融めつき設備を示す概略図、
第２図は本発明に係る溶融めつき装置の基本的な構成例
を示す概略図、第３図は本発明の要部を示す詳細図、第
４図は本発明の望ましい実施例を示すめつき装置の要部
説明図である。 １１・・・・・・めつき槽、１２・・・・・・めつき浴
、１３・・・・・・ストリップ、１４・・・・・・ポッ
トロール、１５・・・・・・トップロール、１６・・・
・・・ワイピングノズル、１７・・・・・・静圧流体バ
ッド、２２，２４・・・・・・ワイピングノズル、２３
，２５・・・・・・静圧流体バッド、２６・・・・・・
シールボックス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ストリップの連続的めつきを行なう溶融めつき装置
   において、めつき浴に浸漬後引き出されるストリップの
   めつき金属が未だ凝固していない位置にめつき厚制御用
   のガスワイピングノズルを配置するとともに、該ワイピ
   ングノズルとストリップをはさんで相対する位置に静圧
   流体パッドを配置することを特徴とする溶融めつき装置
   。 ２ ストリップの連続的めつきを行なう溶融めつき装置
   において、めつき浴に浸漬後引き出されるストリップの
   めつき金属が未だ凝固していない位置にめつき厚制御用
   のガスワイピングノズルを配置するとともに、該ワイピ
   ングノズルとストリップをはさんで相対する位置に静圧
   流体パッドを配置し、さらにめつき浴面上にワイピング
   ノズル及び静圧流体パッドを囲繞するシールボックスを
   設けたことを特徴とする溶融めつき装置。