JPS6363627B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属基材上の液体金属膜の厚さの制御
方法および制御装置に関する。

従来、たとえば条片、ロツド、ワイヤまたは一
定の断面を有する形状などの一定長さを有する鉄
などの金属基材が他の金属により被覆されるとき
は、被覆用金属の溶融浴槽を通過させて引き上げ
られている。被覆された金属基材が溶融浴槽から
引き上げられる際には、通常余分な被覆金属がふ
きとられたり、吹きとばされたりされるストリツ
ピングゾーンを通過させて金属基材上に多少とも
平担な層を形成させている。

本発明は亜鉛、すず、アルミニウミ、鉛あるい
はこれらの１種もしくは２種以上の合金または他
の被覆金属などの余分の被覆金属を金属基材から
除去する新規な方法に関する。

本発明の好適な実施例によれば、被覆量の制御
を達成し、被覆金属膜表面の平滑さを制御しうる
有効な方法が提供される。

本発明の好適な実施例によれば、通常用いられ
ているワイパーまたはエアー噴出口は、被覆され
た金属基材の被覆用金属の溶融浴槽から引き上げ
られる場所またはその近辺に配置されている電磁
誘導装置と置き換えられ、それにより定常脈動磁
束がある進路でもつて確保され、該進路は被覆さ
れた金属基材の移動方向にそつて短い距離だけ伸
長し、ついで金属基材から出ていく。好ましくは
磁束の進路が被覆金属膜表面上の入口ゾーンで金
属基材に入り、金属基材の進行方向と実質的に鋭
角をなして被覆金属膜表面上の出口ゾーンで金属
基材から出ていく。

出口ゾーンを通過して被覆された金属基材を出
ていつたのち磁束進路は、振動電磁力を発生させ
る手段を有する電磁装置を通過して伸長する。つ
いで磁束進路は入口ゾーンにもどり磁束ループに
接近する。

かかる構成は入口および出口ゾーン間に液体金
属膜表面で大きなうず電流を誘導する。うず電流
と定常振動磁場との間に生成される斥力と膜内部
に生成された収縮を生じさせる引力は共働して膜
を平滑にし、金属基材から余分の被覆用金属を取
り除く。

つぎに本発明を添付の図面により説明する。

第１図は本発明の装置の一実施例を示す断面
図、第２図は第１図に示されている実施例の一部
の作動をより詳細に示す概略図、第３図は本発明
の他の実施例を示す概略断面図である。

図面により説明するに、第１図においてたとえ
ば金属条片などの物品１は、たとえば熱浸漬によ
り被覆された液体金属被覆を有し、矢印で示され
ている方向へと前進する。ヨーク２は第１鉄また
は第２鉄の強磁性体からつくられており、それぞ
れ極面３，４を有する、極面４は物品１の前進方
向に対して下流の極面となり、好ましくは極面３
よりは幅が狭い。

本実施例において、コイル５は脈動または交番
定常磁束を発生するために用いられる。ヨーク２
は磁束ループ用の帰路を提供する。

極面３，４は金属条片の被覆金属膜表面と実質
上平行であり、一定の間隔をあけて配置されてい
る。好ましくは、たとえば銅などの磁束障壁６が
ヨーク２の中央レツグにおいて、極面３，４間の
外部磁束からしやへいする。

第２図は第１図の部分拡大図であり、物品１は
金属基材７と金属膜（液体金属被膜）８とからな
る。磁束線９は極面４から物品１へと伸長し、入
口ゾーンａ内の金属膜８の外面へ入るように示さ
れている。磁束線９の一部はゾーンｂ内の金属膜
８に沿つて、その内部を伸長してゾーンｃの面か
ら抜け出す。磁束ループは極面３およびヨーク２
をへて閉じられる。本願ではかかる磁束を定常磁
束と称する。

磁束線９で示される磁束は実質上被覆金属膜表
面の面内で、第２図の多数の円が描かれている金
属膜８のゾーンｂ内において磁束方向に対し垂直
に、うず電流を誘導する。

金属膜８の基材内の磁束はゾーンａを通過して
増大し、ゾーンｂで最大になるので、金属膜８内
の電流密度は、ゾーンａの先端の近辺のゼロから
ゾーンｂで最大に増大する。ゾーンａからゾーン
ｂへの進行方向におけるうず電流密度の増大の勾
配が充分に大きければ、うず電流と磁束の相互作
用は金属膜８の溶融した表面層上の基材の粘性ド
ラツグ（drag）を妨害しかつ克服するに充分な
力を金属膜８の表面に生じる。

磁束密度は２個の極が互いにもつとも接近した
位置（以下、接近位置という）でより大きくなる
傾向にあるので、金属基材７上の実質的な全磁束
は、物品１の前進方向で測定される前記接近位置
に対する最短距離によつて最小値から最大値にま
で変化する。

磁束密度勾配は、好ましくは極面４を物品１の
前進方向に対して可能なかぎり狭くすることによ
り増大され、好ましくは極面３は極面４よりも幅
が広くつくられる。好ましくは、極面３，４は物
品１の前進方向に対して一直線上に並べられ、そ
れにより磁束線９は物品１の進行方向でそのゾー
ンｂを通過して流れ、金属膜表面のうず電流は、
粘性ドラツグを妨害する力が最大となるように、
物品１の進行方向に対し垂直となる。物品１の進
行方向は、粘性ドラツグが重力によつても妨害さ
れるように、好ましくは垂直またはほぼ垂直であ
る。

好ましくは、銅製の磁束障壁６が設けられてい
る。これらの磁束障壁により充分な磁束パターン
が維持され、もしこれらの磁束障壁がなければ、
大部分の磁束は金属基材７または該金属基板７の
近くを通過しないで一方の極から他方の極へと流
れるであろう。またこれら磁束障壁６を設けるこ
とにより、これらの損失を補償する電力の供給を
増大するために交番定常磁束をより有効に用いる
ことができる。また磁束障壁６は金属基材７と誘
導子との間の斥力を増大させる有効な副効果をも
たらす。この斥力は金属基材７が誘導子に接触す
るのを防止するだけでなく、金属基材が溶融浴槽
から出てくるときに液体金属被膜の起状またはむ
らを安定させるようにする。

脈動または交番定常磁束の好ましい周波数範囲
は１〜50KHzであり、金属基材７に垂直のうず電
流を誘導できる定常磁束の強度は好ましくは
0.1T（テスラ）よりも大きい。極面３，４からの
金属基材７の間隔は金属板材または金属条片に対
して0.1〜10mmである。

第１図および第３図に示されるように、２台の
前記制御装置は前記物品１または金属基材７の両
側に、それぞれの制御装置の一方の極面３が制御
装置の他方の極面４と一直線上に並ぶように配置
されることによつて、前記物品１または金属基材
７の両側に被覆される金属膜の厚さが制御され
る。

物品１がロツドまたはワイヤであるときは、前
記極面を円筒形に形成し、該極面により前記ロツ
ドまたはワイヤが囲まれながら通過させられるよ
うに構成することにより、該ロツドまたはワイヤ
などの金属膜の厚さが制御されかつ平滑にされ
る。また極面が断面Ｕ字形であり、走行する物品
１が該極面から一定の間隔をあけて前述の円筒形
の極面におけるばあいと同様に断面Ｕ字形の極面
内に配置されるように構成してもよい。

必要なストリツピング力をうるためには液体金
属被膜をへて低透磁率極片材料に属する金属基材
へと通過する高密度の磁束を発生する必要があ
る。撚線のばあいは、ヨークの素材として磁束密
度は高透磁率の極片を用い、極面と撚線との間は
0.5〜10mm程度の接近した間隔を必要とする。実
際の距離は撚線の断面と入口ゾーンの表面との比
により定められる。外周寸法に対する断面の比が
大きくなればなるほど、撚線から極面への距離は
同じストリツピング効果に対してより長くされう
る。たとえば直径2.6mmの円形のスチールワイヤ
は厚さ0.4mmのフラツトなスチール板と比較すれ
ば同じ被膜厚さをうるには約3.2倍の空間を使用
しうる。

撚線と極面との間が数ミリメータ程度であれば
操作は実際上不可能である。特別な予防措置がと
られなければ、撚線と極面との間の物理的接触ま
たは屈曲が起り、とくに第１鉄強磁撚線のばあい
は撚線と電磁ヘツド（ヨークおよび他の磁気装置
からなる）との間に磁気吸着作用が生じる。この
ような物理的接触は被覆金属をこすり落とし、凝
固した被覆金属を移動している撚線に溶着させて
破滅的な失敗をもたらす。また被覆不足および極
片の破損または電気絶縁の失敗となる過熱へと導
く。

この物理的接触を防止するために、第３図に示
されている本発明の第２の実施例においては、撚
線基材と極片との間の直接的な接触は、厚さ１〜
10mmで低熱伝導度および低電気伝導度の材料で少
なくとも下側の極片の面（極面）を被覆する極被
覆材料１０により防止され、撚線はこの極被覆材
料１０により制限される空間を通過する。この極
被覆材料１０は最大ストリツピング力のゾーンの
上下数ミリのところを延長しており、ギヤツプは
下流端で広くなるフレヤー形状となつている。好
ましくは撚線と極面３間の距離は物理的接触を避
けるため広くされている。

溶融浴槽から垂直に出てくる撚線に対しては、
極面４の上端の範囲内で液体金属被覆物に作用す
る下向きの最大電磁力が極被覆材料１０と撚線と
の間隙に液体金属を押しやる。金属条片（撚線）
が極被覆材料１０から実質的に等距離に位置して
いるならば、金属条片に被覆された液体金属を溶
融浴槽にもどすに充分なギヤツプ断面が存在する
が、撚線が一方にいちじるしく接近し、金属膜８
の溶融した表面層上の基材（液体金属）を溶融浴
槽にもどす返却流が極被覆材料１０と接触するな
らば、金属膜内に静水圧ゾーンが形成されて金属
条片（撚線）を中央位置に押しもどす。液体金属
の固化は、極被覆材料１０としてブレーキの内層
に用いられる材料またはセラミツクスなどが用い
られるので、それら極被覆材料１０の低熱伝導性
および非湿潤性により避けられる。撚線の基材は
直接極被覆材料１０または極片と接触することが
なく、液体被覆金属の厚い膜を通して極被覆材料
１０または極片と接触するため、スクラツピング
は起らない。

本発明の他の実施例においては、コイルに加え
られる電力の周波数は充分に高く、撚線と極片お
よび撚線と電気巻線との間に斥力を生じさせ、こ
の斥力は撚線と極片またはコイルとの間の距離が
減少するにしたがつて増大する。またこの斥力は
撚線を中央位置に押しやる。

有効な斥力を生じさせるに必要な最小周波数
は、非磁性撚線に対しては1KHz以上、強磁性撚
線に対して磁気吸着力が克服されなければならな
いばあいには30KHz以上である。周波数の必要以
上の増大は、加えられる電圧・電流（Volt・
Amp）、すなわち皮相電力が増大されないかぎ
り、電磁ストリツピング力の低下となりうる。

電磁誘導装置は通常の形式のものであればよい
が、好ましくは導体または導体のコイルであり、
そこを通して振動または脈動電流が流れ、導体の
ばあいは金属基材表面を実質的に平行にかつ進行
方向に対して実質的に鋭角に磁束が伸長してお
り、ループまたはコイルのばあいにも同様に磁束
が伸長するように配置されている。

本発明の他の実施例においては、金属基材表面
を横切るように伸長している一対の第１鉄または
第２鉄磁気極クロスヘツドおよびこれらの極クロ
スヘツド間を磁束が伸長している回転または振動
永久磁石が用いられる。

また本発明のさらに他の実施例においては、直
流電流励起コイルまたは回転もしくは振動磁気分
流器と結合された定常永久磁石から誘導された固
定起磁力がヨークの極面で振動磁場を生じさせる
ために用いられうる。

ヨークまたは他の磁気装置はフエライト、ニツ
ケル合金または高周波数交番磁束を運びうる他の
軟磁気材料によりつくられている。

明らかに、液体金属被覆は溶融金属浴槽から一
定の距離前進する金属基材上に累進的に凝固し、
したがつて本発明の装置は被覆の凝固前にのみ有
効である。好ましくは本発明の装置は溶融金属浴
槽から物品が流れてくる場所にできるだけ接近す
るように配置される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の一実施例を示す断面
図、第２図は第１図に示されている実施例の部分
の作動をより詳細に示す概略図、第３図は本発明
の他の実施例を示す概略断面図である。 （図面の主要符号）、２：ヨーク、３，４：極
面、５：コイル、７：金属基材、８：金属膜、
９：磁束線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (1) 金属基材を進行方向に前進させる工程、 (2) 一定の間隔をおいて離れている２つの磁極表
   面を有するヨークを、各磁極表面が前記金属基
   材と隣接し、かつ進行方向に対し前記２つの磁
   極表面が前記金属基材に関し同じ側にあるよう
   配設する工程、 (3) 入口ゾーンから液体金属膜内に入り、前記金
   属膜および前記金属基材の１つの表面に沿つて
   流れ、そして出口ゾーンより前記金属膜より出
   て行くループ内に磁束を発生させるために脈動
   または交番定常磁束を前記ヨーク内に発生させ
   る工程、 (4) 前記金属膜内に、前記金属基材の移動により
   働く粘性ドラツグ力に対抗する力を働かせるた
   めに前記定常磁束の周波数および強度を制御す
   る工程 とからなり、進行方向に対し前記入口ゾーンおよ
   び前記出口ゾーンの両者が前記金属膜の一方の外
   表面上で一定の間隔を有していることを特徴とす
   る金属基材上の液体金属膜の厚さの制御方法。 ２ 前記入口ゾーンと出口ゾーン間の前記定常磁
   束の進路方向が前記金属基材の前進方向であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の制御
   方法。 ３ 前記金属基材の前進方向に関して、前記入口
   ゾーンの幅が前記出口ゾーンよりも狭いことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の制御方法。 ４ 前記定常磁束の周波数が１〜50KHzであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項ま
   たは第３項記載の制御方法。 ５ 前記定常磁束の強度が前記金属基材において
   0.1テスラよりも大きいことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項、第２項、第３項または第４項記
   載の制御方法。 ６ 前記金属基材が非磁性体であり、前記定常磁
   束が1KHzよりも大きい周波数で脈動または交番
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項、第
   ２項、第３項、第４項または第５項記載の制御方
   法。 ７ 前記金属基材が強磁性であり、前記定常磁束
   が30KHzよりも大きい周波数で脈動または交番す
   る特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４
   項または第５項記載の制御方法。 ８ 第１鉄または第２鉄の強磁性体からつくら
   れ、その厚さが制御されるべき金属膜の表面と実
   質的に平行な２つの極面を有するヨークと、前記
   ヨーク内に入口ゾーンから前記金属膜内に入り、
   前記金属膜および前記金属基材の１つの表面に沿
   つて流れ、そして出口ゾーンより前記金属膜より
   出て行く脈動または交番定常磁束を発生させる手
   段と、前記金属膜内に、前記金属基材の移動によ
   り働く粘性ドラツグ力に対抗する力を働かせるた
   めに前記磁束の周波数および強度を制御する手段
   とからなり、前記極面が前記金属膜の基材の進行
   方向に一定の間隔をあけて配置するよう構成され
   てなる金属基材上の液体金属膜の厚さの制御装
   置。 ９ 前記金属基材の進行方向に対して下側の前記
   極面の幅が上側の前記極面の幅よりも狭いことを
   特徴とする特許請求の範囲第８項記載の制御装
   置。 １０ 前記定常磁束ループを進路に発生させる手
   段が前記ヨークに巻きつけられたコイル部材を有
   することを特徴とする特許請求の範囲第８項また
   は第９項記載の制御装置。 １１ 前記極面間に磁束障壁を有することを特徴
   とする特許請求の範囲第８項、第９項または第１
   ０項記載の制御装置。 １２ 前記極面のうち少なくとも下側の極面を被
   覆する低熱伝導性かつ低電気伝導性の材料を有
   し、それにより前記金属膜と該材料により被覆さ
   れた少なくとも１つの極面の接触が防止されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第８項、第９項、
   第１０項または第１１項記載の制御装置。 １３ 被覆されている前記下側の極面の下流端が
   上流端よりも前記金属基材からより大きく離され
   て配置されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１２項記載の制御装置。 １４ 前記極面から前記金属膜表面までの距離が
   0.1〜10mmであることを特徴とする特許請求の範
   囲第８項、第９項、第１０項、第１１項、第１２
   項または第１３項記載の制御装置。 １５ ２台の前記制御装置が前記金属基材の両側
   にそれぞれの制御装置の一方の極面が該制御装置
   の他方の極面と一直線上に並ぶように配置され、
   前記金属基材の両側に被覆される前記金属膜の厚
   さが制御されることを特徴とする特許請求の範囲
   第８項、第９項、第１０項、第１１項、第１２
   項、第１３項または第１４項記載の制御装置。 １６ 前記極面が円筒形であり、該円筒形の極面
   にロツドまたはワイヤなどを通過させることによ
   り該ロツドまたはワイヤなどの金属膜の厚さが制
   御されかつ平滑にされることを特徴とする特許請
   求の範囲第８項または第９項記載の制御装置。