JPWO2017110945A1 - スカム除去装置及びスカム除去方法 - Google Patents

スカム除去装置及びスカム除去方法 Download PDF

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Abstract

本開示に係るスカム除去装置は、溶融めっきポットの溶融めっき液内に挿入され溶融めっき浴面を内側に有するスナウトと、前記溶融めっき浴面の鋼帯浸入位置における鋼帯幅方向の一方側の延長線上に配置された、溶融めっき液を吐出する吐出部と、前記溶融めっき浴面の鋼帯幅方向の他方側の延長線上に配置された、溶融めっき液を吸込む吸込部と、を備え、前記吸込部は、第一吸込部と第二吸込部からなり、前記第一吸込部と前記第二吸込部は、前記溶融めっき浴面の前記鋼帯浸入位置の鋼帯幅方向延長線を挟んで互いに離間して配置されている。

Description

本開示は、溶融めっき鋼板の製造設備のスナウト内において浮遊するスカムを除去するためのスカム除去装置及びスカム除去方法に関する。
溶融亜鉛めっき鋼板の製造設備においては、溶融めっき浴から蒸発した亜鉛がスナウト（還元焼鈍炉と溶融亜鉛ポットとを連結する鋼帯直送用管路）内壁で凝縮付着すると、粉末状のスカムとなって亜鉛めっき浴中を浮遊することがある。
そこで、スナウト内の鋼帯の鋼帯幅方向両側に吐出口と吸込口とを設け、鋼帯幅方向の流れを形成し、スカムを吸込口で吸い取る技術が用いられているが、十分な効果を得るには至らず、次の様な技術が提案されている。
例えば、日本国特許出願公開２０１０−２２９５３０号公報（以下、特許文献１という。）には、対を成す吐出口及び吸引口のペアを鋼帯厚み方向の両側にそれぞれ設け、浮遊物を除去する対策方法が開示されている。
また、日本国特許出願公開２０００−０６４０１５号公報（以下、特許文献２という。）や、日本国特許出願公開２０１４−１１４４８４号公報（以下、特許文献３という。）には、鋼帯幅方向一方側に溶融めっき液を吐出する吐出口を設け、鋼帯幅方向他方側に溶融めっき液を吸引する吸引口を設けた構成が開示されている。
さらに、日本国特許出願公開２００３−２９３１０７号公報（以下、特許文献４という。）には、鋼帯幅方向一方側に２つの吐出口を設け、鋼帯幅方向他方側に１つの吸引口を設けた構成が開示されている。
また、日本国特許出願公開２０１４−２０１８１７号公報（以下、特許文献５という。）には、溶融めっき液を噴射する噴射ノズルを設けた際の課題を解決するために、板状部材を往復運動して波を発生させるドロス移動装置を設けた構成が開示されている。
しかし、特許文献１の方法では、１つの吐出口から鋼帯幅方向に設けられた吸引口へ向けた流れと鋼帯厚み方向に設けられた吸込口へ向けた流れとが生じる。このため、一部のスカムは鋼帯表面に向けて流れることとなり、特に鋼帯幅方向の両端側において、吐出口が設けられた側の鋼帯表面にスカムが付着しやすくなる。
また、吐出口がスナウト壁面に近くなるため、壁面での流れが速くなり、壁面に付着したスカムが剥離し、浴面に流れ出して鋼帯に付着しやすくなる。特にめっき浴に接するスナウト内壁面から剥離したスカムは大きさが大きく、問題となる。
また、特許文献２及び特許文献３では、鋼帯の幅方向一方側から他方側へ指向性を持った流れを形成する技術を提供している。しかしながら、溶融めっき浴面には、鋼帯が溶融亜鉛めっき液内に引き込まれるのに伴って随伴流が生ずる。このため、鋼帯の幅方向一方側から他方側へ向けて溶融亜鉛めっき液を吐出させただけでは、吸引口側において随伴流の影響が勝り、スカムが鋼帯表面へ向けて流れることになる。
また、特許文献２では、鋼帯に平行な仕切板を設置する構成が提案されているが、仕切板表面に付着したスカムは、整流方向の速い流れによって仕切板から脱落しやすく、鋼帯表面に付着することで表面欠陥を生じやすい。
さらに、特許文献２では鋼帯の面からほぼ直交する方向に離れる浴表面流を強制的に生成させる技術も提案している。しかし、鋼帯幅方向の両端から板幅中央方向に流れる強い流れが生じるため、流れ込んだスカムが鋼帯の鋼帯幅方向の両端部に付着しやすいというという問題が生じる。
そして、特許文献４では、幅方向の延長線上に吸引口が設けられているので、２つの吐出口から吸引口へ向けた流れは、吐出口から吸引口へ向かうに従ってより鋼帯に近づくように流れる虞がある。
また、特許文献５では、ドロス移動装置で板状部材を往復移動して波を発生させるため、発生した波に合わせて浮遊するスカムが上下に変位するだけで、スカムを積極的に流すことはできない。
本開示は、溶融めっき浴面上で浮遊するスカムの鋼帯への付着を鋼帯全幅で抑制することができるスカム除去装置及びスカム除去方法を提供することである。
発明者等は鋭意観察の結果、めっき浴表面付近でスナウト壁面に付着したスカムが剥離して鋼帯に付着し鋼帯の欠陥となる場合が特に問題となることを見いだした。これらを防止するためには、スナウト内面と浴表面の境界のスナウト壁面に付着したスカムを剥離しにくくすること、及びスカムが剥離したとしても剥離したスカムが鋼帯表面に流れつかないように浴表面の流れをコントロールすればよいことを見いだした。
本開示の一態様に係るスカム除去装置は、溶融めっきポットの溶融めっき液内に挿入され溶融めっき浴面を内側に有するスナウトと、前記溶融めっき浴面の鋼帯浸入位置における鋼帯幅方向の一方側の延長線上に配置された、溶融めっき液を吐出する吐出部と、前記溶融めっき浴面の鋼帯幅方向の他方側の延長線上に配置された、溶融めっき液を吸込む吸込部と、を備え、前記吸込部は、第一吸込部と第二吸込部からなり、前記第一吸込部と前記第二吸込部は、前記溶融めっき浴面の前記鋼帯浸入位置の鋼帯幅方向延長線を挟んで互いに離間して配置されている。
本開示に係るスカム除去装置によれば、溶融めっき浴面上で浮遊するスカムの鋼帯への付着を抑制することができる。
鋼帯のめっき設備の一例を側方から見た概略断面図である。 スナウト内部を図１の２−２線方向から見た概略断面図である。 スナウト内で溶融めっき浴面を図２の３−３線方向から見た概略断面図である。 吐出ノズルを示す概略斜視図である。 吐出ノズルを示す図４の５−５線断面図である。 図３の一方側を拡大した概略断面図である。 図３の他方側を拡大した概略断面図である。 吸込ノズルを示す概略斜視図である。 第１変形例の吸込ノズルを示す概略斜視図である。 第２変形例の吸込ノズルを示す概略斜視図である。 図３の他方側を拡大した第２変形例における概略断面図である。 実施形態での溶融めっき液の流れを示す概略断面図である。 第２変形例での溶融めっき液の流れを示す概略断面図である。 第３変形例での溶融めっき液の流れを示す概略断面図である。 第４変形例の吸込ノズルを示す概略斜視図である。 図３の他方側を拡大した第４変形例における概略断面図である。 鋼帯の幅方向一方側に整流機能を有しない吐出部が設けられ幅方向他方側に吸込部が設けられた第１比較例でのスカムの流れを示す図である。 整流機能を有する吐出ノズルを用いた第２比較例でのスカムの流れを示す図である。 吸込部を二か所に有する実施例でのスカムの流れを示す図である。 スナウト内で溶融めっき浴面を側方から見た図１の一部を拡大した概略断面図である。 水モデル試験による一方側の離間距離ＳＲ１に対するスナウト内面近傍での流速を示す線図である。 実験結果を示す図である。
以下、一実施形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係るスカム除去装置１０、及びスカム除去方法の一態様を備えためっき設備１２の概略構成が一例として示されている。このめっき設備１２は、例えば厚さ１ｍｍ〜３ｍｍの鋼帯１４にめっきを施す設備であり、めっき設備１２は、鋼帯１４を焼鈍する連続式の還元焼鈍炉１６と、溶融めっき液１８が貯留された溶融めっきポット２０とを備えている。
溶融めっき液１８として溶融された亜鉛を用い、鋼帯１４を浸漬により亜鉛めっきする場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではない。例えば、溶融されたスズを用いれば、鋼帯１４をスズめっきすることができ、溶融されたアルミニウムを用いれは、鋼帯１４をアルミニウムめっきすることができる。
還元焼鈍炉１６からは、スナウト２２が延出しており、スナウト２２は、還元焼鈍炉１６から横方向に延出する延出部２２Ａと、延出部２２Ａより溶融めっきポット２０へ向けて斜め下方へ延出する傾斜部２２Ｂとを有している。スナウト２２は、鋼帯１４を包囲する矩形筒状に形成されており、スナウト２２の先端部は、溶融めっきポット２０の溶融めっき液１８内に挿入されている。
これにより、スナウト２２の内部空間は、外部と遮断されており、スナウト２２は、還元焼鈍炉１６と溶融めっきポット２０との気密性を保持して連結する管路を構成する。
スナウト２２の内部空間には、鋼帯１４の酸化等を抑制するための還元性ガスが充填されており、鋼帯１４は、空気に触れることなく溶融めっきポット２０の溶融めっき液１８中に浸漬される。
スナウト２２の傾斜部２２Ｂの基端側には、鋼帯１４の搬送方向２４を斜め下方へ変更する送りロール２６が設けられている。還元焼鈍炉１６で焼鈍された鋼帯１４は、スナウト２２に沿って長さ方向に搬送され、スナウト２２内において溶融めっき浴面２８に引き込まれる。
鋼帯１４は、送りロール２６と溶融めっきポット２０内に配置された案内ロール３０とによってスナウト２２内での搬送経路が定められており、鋼帯１４が溶融めっき液１８の溶融めっき浴面２８に浸入する位置の安定化が図られている。そして、鋼帯１４は、案内ロール３０によって搬送方向２４が上向きに変更され、溶融めっきポット２０から次工程へ送り出される。
図２は、スナウト２２内部を図１の２−２線に沿って見た状態を模式的に示す概略断面図である。スナウト２２の傾斜部２２Ｂの鋼帯幅方向ＫＨの両側部には、のぞき窓３２が設けられている。鋼帯幅方向ＫＨは、鋼帯１４の搬送方向２４に直交する方向を示す。
のぞき窓３２には、カメラ３４が設けられている。このカメラ３４は、鋼帯浸入位置２９で鋼帯１４が溶融めっき浴面２８に引き込まれる様子を撮影する。
この鋼帯浸入位置２９とは、鋼帯１４と溶融めっき浴面２８とが交差する位置、又は鋼帯１４と溶融めっき浴面２８との交差が予定された位置であり、平面視で鋼帯幅方向ＫＨに長い直線状を成す。
ここで、めっき処理工程において、スナウト２２の内面には、溶融めっき液１８から蒸発した亜鉛が凝固して付着する。そして、付着した亜鉛の一部が浴面変動による振動等で落下すると、溶融めっき浴面２８を浮遊するスカム３６となる。
このスカム３６は、鋼帯１４に付着して表面欠陥の要因となる。このため、スナウト２２内に、以下で詳細するスカム除去装置１０を設けることで、スカム３６に起因する品質欠陥を抑制する。
（スカム除去装置）
図３は、スナウト２２内で溶融めっき浴面２８を上方から見た（スナウト２２及び鋼帯１４を水平に切断した）状態を示す模式断面図である。図３において、鋼帯１４は図の紙面の手前から奥に貫く方向に移動する。
また、符号６０は、鋼帯浸入位置２９の延長線を示し、延長線６０とは、鋼帯１４の厚み方向中央を通る直線であって鋼帯幅方向ＫＨに延在する仮想直線をいう。延長線６０は、一方内壁面２２Ｄ及び他方内壁面２２Ｅから略等距離の位置にある。
図２及び図３に示したように、鋼帯１４の幅方向一方側Ｈ１（図中左側）には、鋼帯１４の延長線６０上に吐出装置４０が設けられている。
＜吐出装置４０＞
この吐出装置４０は、Ｕ字状に屈曲された円筒状の吐出パイプ４２を備えている。吐出パイプ４２は、スナウト２２の外側に配置された縦方向に延びる外側縦管部４２Ａと、外側縦管部４２Ａの下端部よりスナウト２２内へ向けて延出した連通部４２Ｂとを備えている。吐出パイプ４２は、連通部４２Ｂの先端より上方へ向けて延出しスナウト２２の内側に配置された内側縦管部４２Ｃを備えている。
吐出パイプ４２の外側縦管部４２Ａの基端部は、溶融めっき浴面２８より上方へ延出しており、外側縦管部４２Ａの基端には、モータ４６が設けられている。モータ４６の駆動軸には、スクリュー４８が設けられており、スクリュー４８は、溶融めっき液１８内で回転駆動される。
スクリュー４８に対応した外側縦管部４２Ａの高さ位置には、取込口５０がスナウト２２と逆側に形成されている。これにより、スナウト２２の外部に開口した取込口５０から外側縦管部４２Ａ内に取り込まれた溶融めっき液１８を、回転するスクリュー４８で連通部４２Ｂ及び内側縦管部４２Ｃへ圧送する。
内側縦管部４２Ｃの先端部には、図４に示すように、スナウト２２内の溶融めっき浴面２８に溶融めっき液１８を吐出する直方体形状の吐出ノズル５２が設けられている。後述するように鋼帯１４側に向けて溶融めっき液１８を吐出する方向を前として吐出ノズル５２について説明する。
〔吐出ノズル５２〕
吐出ノズル５２は、内側縦管部４２Ｃに連通する円形穴５２Ａを有した底板５２Ｂと、底板５２Ｂの両側縁部に起立した側壁５２Ｃとを備えている。また、吐出ノズル５２は、底板５２Ｂの後縁部に起立した後壁５２Ｄと、両側壁５２Ｃ及び後壁５２Ｄを上縁で連設する天板５２Ｅとを備えている。天板５２Ｅの前縁からは、延出板５２Ｆが底板５２Ｂ側へ向けて延出しており、延出板５２Ｆと底板５２Ｂとの間には、鋼帯１４側に開口する吐出部５６が形成されている。延出板５２Ｆは、図５に示すように、吐出部５６から吐出される溶融めっき液１８の波立ちを抑える。
底板５２Ｂには、図４に示したように、一対の整流板５８が立設されており、整流板５８は、図５にも示したように、上部が延出板５２Ｆに支持される長さを有した長方形状に形成されている。この吐出ノズル５２は、下部側が溶融めっき液１８内に位置するように配置されている。
吐出部５６から吐出される溶融めっき液１８の流れは、図３及び図６に示すように、整流板５８と側壁５２Ｃとによって鋼帯幅方向ＫＨへ整流され直進性が向上する。また、吐出される溶融めっき液１８は、整流板５８と側壁５２Ｃで整流されるので、整流されない場合と比較して、鋼帯１４近傍での流速（鋼帯幅方向ＫＨの成分）が向上しスカム３６を迅速に流す。
この吐出部５６は、鋼帯幅方向ＫＨに延在する鋼帯１４の延長線６０上に配置されており、吐出部５６の略幅方向中心が鋼帯１４の延長線６０上に位置する。これにより、吐出装置４０は、取込口５０を通じてスナウト２２の外側で取り込んだ溶融めっき液１８を吐出部５６によって鋼帯１４の幅方向一方側Ｈ１から鋼帯１４側へ吐出して溶融めっき浴面２８に流れを形成する。
＜吸込装置６２＞
また、図２に示したように、鋼帯１４の幅方向他方側Ｈ２（図中右側）には、吸込装置６２が設けられている。この吸込装置６２は、Ｕ字状に屈曲された円筒状の吸込パイプ６４を備えている。吸込パイプ６４は、スナウト２２の外側に配置された縦方向に延びる外側縦管部６４Ａと、外側縦管部６４Ａの下端部よりスナウト２２内へ向けて延出した連通部６４Ｂとを備えている。また、吸込パイプ６４は、連通部６４Ｂの先端より上方へ向けて延出しスナウト２２の内側に配置された内側縦管部６４Ｃを備えている。
吸込パイプ６４の外側縦管部６４Ａの基端部は、溶融めっき浴面２８より上方へ延出するように配置されている。外側縦管部６４Ａの基端部には、溶融めっき液１８内の高さ位置に排出口６６がスナウト２２と逆側に開設されている。
外側縦管部６４Ａの基端開口部には、図示しない供給源から送られた窒素ガス（Ｎ２）を供給するガス供給パイプ６８が挿入されている。ガス供給パイプ６８の先端は、外側縦管部６４Ａの下部に達している。外側縦管部６４Ａ内では、ガス供給パイプ６８から供給された窒素ガスで溶融めっき液１８が排出口６６から排出され内圧が低下する。この内圧の低下に伴って内側縦管部６４Ｃ内の溶融めっき液１８が連通部６４Ｂを介して外側縦管部６４Ａ内に流入する。
これにより、内側縦管部６４Ｃの端部は、図３及び図７に示すように、第一吸込ノズル７１Ａ及び第二吸込ノズル７１Ｂを構成する。第一吸込ノズル７１Ａ及び第二吸込ノズル７１Ｂの開口部分は、第一吸込部７２及び第二吸込部７４を構成し、第一吸込部７２及び第二吸込部７４によって溶融めっき液１８を吸込む吸込部６４Ｈ（図３参照）が構成される。
ここで、吸込部（第一吸込部７２や第二吸込部７４）は、ノズル（第一吸込ノズル７１Ａや第二吸込ノズル７１Ｂ）に設けられ、溶融めっき液１８を吸込む開口部分を示す。
第一吸込ノズル７１Ａ及び第二吸込ノズル７１Ｂは、例えば一対の吸込装置６２の各吸込パイプ６４で構成することができる。各吸込パイプ６４は、図８に示すように、上下方向に沿い鋼帯厚み方向ＫＴ（図７参照）に離れて設けられている。一方の吸込パイプ６４の内側縦管部６４Ｃの上端部が第一パイプ６４Ｆを構成する。また、他方の吸込パイプ６４の内側縦管部６４Ｃの上端部が第二パイプ６４Ｇを構成する。
第一パイプ６４Ｆの先端部における鋼帯浸入位置２９側（図７参照）は斜めに切断されており、溶融めっき浴面２８において鋼帯浸入位置２９側へ向けて開口するように開口面が傾斜している。すなわち、第一パイプ６４Ｆの先端部の開口面は、溶融めっき浴面２８に対して傾斜して交差している。これにより、第一パイプ６４Ｆの先端部は、溶融めっき液１８を吸い込む第一吸込部７２を有した第一吸込ノズル７１Ａを構成する。
第二パイプ６４Ｇの先端部における鋼帯浸入位置２９側（図７参照）も斜めに切断されており、溶融めっき浴面２８において鋼帯浸入位置２９側へ向けて開口するように開口面が傾斜している。すなわち、第二パイプ６４Ｇの先端部の開口面は、溶融めっき浴面２８に対して傾斜して交差している。これにより、第二パイプ６４Ｇの先端部は、溶融めっき液１８を吸い込む第二吸込部７４を有した第二吸込ノズル７１Ｂを構成する。
この第一吸込部７２及び第二吸込部７４によって溶融めっき液１８を浮遊するスカム３６（図３参照）を溶融めっき液１８と共に吸い込んで除去する吸込部６４Ｈが構成される。
なお、図９に示すように、第一パイプ６４Ｆと第二パイプ６４Ｇとは、溶融めっき液１８内に設けられたメインパイプ６４Ｉから二股に分かれたものであってもよい（第１変形例）。この場合、メインパイプ６４Ｉを内側縦管部６４Ｃの端部で構成することで、吸込装置６２の構成の簡素化を図ることができる。
また、各吸込ノズル７１Ａ、７１Ｂの構成は、この形状に限定されるものではなく、第２変形例として、図１０（第一吸込ノズル７１Ｃのみ図示）及び図１１に示すものが挙げられる。なお、図１１については、図３及び図７と同一または同等部分については、同符号を付して説明を割愛する。
すなわち、内側縦管部６４Ｃの先端部には、第一吸込ノズル７１Ｃが設けられている。第一吸込部７２の開口方向を前としたとき第一吸込ノズル７１Ｃは、内側縦管部６４Ｃに連通する円形穴７０Ａを有した底板７０Ｂと、底板７０Ｂの両側縁部より上方へ起立した側壁７０Ｃとを有している。また、第一吸込ノズル７１Ｃは、底板７０Ｂの後縁部に起立し縁部が側壁７０Ｃに連設された後壁７０Ｄを備えている。
側壁７０Ｃは、整流板を構成し、吸い込む溶融めっき液１８の流れを鋼帯幅方向ＫＨへ整流する機能を備えている。なお、第二吸込ノズル７１Ｄも第一吸込ノズル７１Ｃと同様に構成されている。
第一吸込ノズル７１Ｃは、側壁７０Ｃを有するため、図１１に示したように、溶融めっき浴面２８の高さによらず、開口幅ＳＨ１（第二吸込ノズル７１Ｄの開口幅ＳＨ２）が一定となる。
ここで、 側壁７０Ｃが構成する整流板の整流機能について説明する。
図１２に示すように、側壁を有さない各吸込ノズル７１Ａ、７１Ｂは、各吸込部７２、７４を中心とした周囲の溶融めっき液１８を吸い込む。このため、スナウト２２内の溶融めっき液１８には、各内壁面２２Ｄ、２２Ｅ近傍にも流れが生じ得る。
このため、各内壁面２２Ｄ、２２Ｅ近傍で生ずる溶融めっき液１８の流れによって各内壁面２２Ｄ、２２Ｅに付着したスカムが剥離しないように、各吸込部７２、７４での溶融めっき液１８の吸込量の調整を要する。
そこで、図１３に示すように、側壁７０Ｃによる整流機能を備えた各吸込ノズル７１Ｃ、７１Ｄを用いることで、吸込方向を鋼帯幅方向ＫＨに整えることができる。
このとき、図１４に示すように、両吸込ノズル７１Ｃ、７１Ｄを離間して配置する場合、各吸込部７２、７４が鋼帯１４側を向くように、両吸込ノズル７１Ｃ、７１Ｄを斜めに配置し、各内壁面２２Ｄ、２２Ｅ近傍での溶融めっき液１８の流れを抑制する。
図７及び図１１に示したように、第一吸込ノズル７１Ａ、７１Ｃ及び第二吸込ノズル７１Ｂ、７１Ｄは、両吸込ノズル７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄ間の略中央が鋼帯１４の延長線６０上に位置するように配置されている。
これにより、第一吸込ノズル７１Ａ、７１Ｃの第一吸込部７２は、鋼帯１４の延長線６０を境として鋼帯１４の厚み方向一方側Ｔ１に配置されており、鋼帯１４の延長線６０より厚み方向一方側Ｔ１で溶融めっき浴面２８の溶融めっき液１８を吸い込む。また、第二吸込ノズル７１Ｂ、７１Ｄの第二吸込部７４は、鋼帯１４の延長線６０を境とした厚み方向他方側Ｔ２に配置されており、鋼帯１４の延長線６０より厚み方向他方側Ｔ２で溶融めっき浴面２８の溶融めっき液１８を吸い込む。
このようなスカム除去装置１０において、スナウト２２と吐出部５６と各吸込部７２、７４との位置関係について、図６、図７、及び図１１を用いて説明する。
図６は、スナウト２２の幅方向一方側Ｈ１を示す図である。吐出装置４０の吐出ノズル５２が形成する吐出部５６は、鋼帯厚み方向ＫＴである幅方向中心が鋼帯１４の延長線６０とおおよそ一致するように配置されており、吐出部５６の鋼帯厚み方向ＫＴの開口幅ＴＨは、５０ｍｍ以上とされている。この開口幅ＴＨ及び吐出部５６の配置によって、吐出部５６の吐出領域ＴＲが定められている。
また、吐出部５６は、鋼帯浸入位置２９より浸入する鋼帯１４に対向するスナウト２２の内面から１００ｍｍ以上離間して配置されている。つまり、吐出部５６の一方の端からスナウト２２の一方内壁面２２Ｄまでの離間距離ＳＲ１は、１００ｍｍ以上とされている。また、吐出部５６の他方の端からスナウト２２の他方内壁面２２Ｅまでの離間距離ＳＲ２も、１００ｍｍ以上とされており、離間距離ＳＲ１と離間距離ＳＲ２とは、おおよそ同寸法に設定されている。
図７及び図１１は、スナウト２２の幅方向他方側Ｈ２を示す図である。吸込装置６２の第一吸込ノズル７１Ａ、７１Ｃと第二吸込ノズル７１Ｂ、７１Ｄ間の鋼帯厚み方向ＫＴの中心は、鋼帯１４の延長線６０とおおよそ一致するように配置されている。
第一吸込ノズル７１Ａ、７１Ｃは、溶融めっき浴面２８からの突出量が調整されている。これにより、第一吸込ノズル７１Ａ、７１Ｃの第一吸込部７２の開口幅ＳＨ１は、溶融めっき浴面２８の高さ位置において、４０ｍｍ以上とされている。また、第一吸込ノズル７１Ａ、７１Ｃの鋼帯１４の延長線６０側の縁から延長線６０までの離間距離ＣＲ１は、３０ｍｍ以上とされている。なお、第一吸込ノズル７１Ｃは、側壁７０Ｃを有するため、前述したように、溶融めっき浴面２８の高さによらず、開口幅ＳＨ１及び離間距離ＣＲ１が一定となる。
第二吸込ノズル７１Ｂ、７１Ｄは、溶融めっき浴面２８からの突出量が調整されている。これにより、第二吸込ノズル７１Ｂ、７１Ｄの第二吸込部７４の開口幅ＳＨ２は、４０ｍｍ以上とされている。また、第二吸込ノズル７１Ｂ、７１Ｄの鋼帯１４の延長線６０側の縁から延長線６０までの離間距離ＣＲ２は、３０ｍｍ以上とされている。なお、第二吸込ノズル７１Ｄは、側壁７０Ｃを有するため、前述したように、溶融めっき浴面２８の高さによらず、開口幅ＳＨ２及び離間距離ＣＲ２が一定となる。この実施形態の各吸込ノズル７１Ａ〜７１Ｄは、延長線６０に対し、おおよそ線対称位置に設けられている。
そして、第一吸込部７２の中心は、吐出部５６の厚み方向一方側Ｔ１の端より厚み方向一方側Ｔ１に位置している。また、第二吸込部７４の中心は、吐出部５６の厚み方向他方側Ｔ２の端より厚み方向一方側Ｔ１に位置している。
さらに、第４変形例としては、図１５及び図１６に示すものが挙げられる。
すなわち、内側縦管４６Ｃの先端部には、吸込ノズル７０が設けられている。各吸込部７２、７４の開口方向を前としたとき吸込ノズル７０は、内側縦管部６４Ｃに連通する円形穴７０Ａを有した底板７０Ｂと、底板７０Ｂの両側縁部より斜め方向へ起立し上部側が鉛直方向に延びた側壁７０Ｃとを有している。また、吸込ノズル７０は、底板７０Ｂの後縁部に起立し縁部が側壁７０Ｃに連設された後壁７０Ｄと、底板７０Ｂの前縁部に起立し縁部が側壁７０Ｃに連設された前壁７０Ｅとを備えており、上方に開口した箱型形状に形成されている。
前壁７０Ｅの上縁には、矩形状の切欠部７０Ｆが両側部に形成されている。各切欠部７０Ｆにより鋼帯１４側に開口する第一開口部及び第二開口部の一例である第一吸込部７２及び第二吸込部７４が形成され、両吸込部７２、７４間の部位は、前壁７０Ｅ上部の切り残し部である遮蔽部７６とされている。
各吸込部７２、７４の下縁は、溶融めっき浴面２８より下側に位置するように配置されており、側壁７０Ｃ及び後壁７０Ｄの上縁部と前壁７０Ｅの遮蔽部７６の上縁部とは、溶融めっき浴面２８より上側に延出する。これにより、第一吸込部７２及び第二吸込部７４によって溶融めっき液１８中を浮遊するスカム３６を溶融めっき液１８と共に吸い込んで除去することができ、遮蔽部７６は、溶融めっき液１８の吸込を阻止する。
この吸込ノズル７０は、図１６に示したように、略幅方向中心が鋼帯１４の延長線６０上に位置するように配置されている。吸込ノズル７０の第一吸込部７２は、鋼帯１４の延長線６０を境として鋼帯１４の厚み方向一方側Ｔ１に配置されており、鋼帯１４の延長線６０より厚み方向一方側Ｔ１で溶融めっき浴面２８の溶融めっき液１８を吸い込む。また、第二吸込部７４は、鋼帯１４の延長線６０を境とした厚み方向他方側Ｔ２に配置されており、鋼帯１４の延長線６０より厚み方向他方側Ｔ２で溶融めっき浴面２８の溶融めっき液１８を吸い込む。
この吸込ノズル７０は、鋼帯厚み方向ＫＴである幅方向中心が鋼帯１４の延長線６０とおおよそ一致するように配置されており、吸込ノズル７０は、鋼帯１４の延長線６０上の部位が遮蔽部７６で閉鎖されている。
第一吸込部７２の開口幅ＳＨ１は、４０ｍｍ以上とされており、吸込ノズル７０の幅方向中心側の縁から吸込ノズル７０の幅方向中心までの離間距離ＣＲ１は、３０ｍｍ以上とされている。また、第二吸込部７４の開口幅ＳＨ２は、４０ｍｍ以上とされており、吸込ノズル７０の幅方向中心側の縁から吸込ノズル７０の幅方向中心までの離間距離ＣＲ２は、３０ｍｍ以上とされている。そして、実施形態の吸込ノズル７０は、その幅方向中心、すなわち延長線６０に対しおおよそ線対称とされている。
そして、第一吸込部７２の中心は、吐出部５６の厚み方向一方側Ｔ１の端より厚み方向一方側Ｔ１に位置している。また、第二吸込部７４の中心は、吐出部５６の厚み方向他方側Ｔ２の端より厚み方向他方側Ｔ２に位置している。
以上の構成に係る本実施形態に係るスカム除去装置１０、及びスカム除去方法の作用を従来技術と比較して説明する。
図１７は、鋼帯１４の幅方向一方側Ｈ１に、吐出する溶融めっき液１８の整流機能を有しない吐出部５６が設けられ、鋼帯１４の幅方向他方側Ｈ２に吸込部８４が設けられた最も基本的な構成である（比較例１）。
図１８は、図１７の吐出部５６に替えて、図４に示した整流板５８及び側壁５２Ｃによる整流機能を有した吐出ノズル５２を用いた構成である（比較例２）。
図１９は、図１８の吸込部８４に替えて、二つの吸込部７２、７４を有する本実施形態の一例である。
これらの構成において、スナウト２２の壁面に付着したスカム３６ａ，３６ｂ，３６ｃが壁面の同じ位置から剥離したときの流れについて説明する。
なお、図２０は、スナウト２２内の溶融めっき浴面２８の状態を示す図であり、スナウト２２内の溶融めっき浴面２８では、搬送方向２４へ送られる鋼帯１４と共に溶融めっき液１８が引き込まれることによって随伴流が生ずる。
図１７の基本構成（比較例１）では、吐出部５６からは同心円状の波によって溶融めっき液１８が放射状に吐出する。これにより、鋼帯１４が存在する範囲では、鋼帯厚み方向ＫＴであるスナウト２２短手方向全域にわたって平均的な流れが生じる。そのため、溶融めっき液１８の流れは、スナウト２２の壁面でも比較的大きな流速となる。このため、スナウト２２の壁面に付着したスカム３６ａは剥離しやすい。
また、鋼帯１４近傍の鋼帯幅方向ＫＨの流速は、スナウト２２の壁面近傍と同程度である。このため、鋼帯幅方向ＫＨの流速は、スカム３６ａを鋼帯幅方向ＫＨの端部から離れる方向へ流すほどは大きくない。よって、鋼帯１４と共に溶融めっき液１８が引き込まれる随伴流によってスカム３６ａは鋼帯１４に吸い寄せられ、鋼帯１４に付着して欠陥となる。
図１８は、整流機能を有する吐出部５６を用いたので、スナウト２２内の鋼帯幅方向ＫＨの流速をスナウト２２の壁面近傍で遅くし、壁面からのスカム３６ｂの脱落を抑制する。また、鋼帯幅方向ＫＨの流速を鋼帯１４近傍で大きくし、随伴流に抗してスカム３６ｂを鋼帯幅方向ＫＨに流す。このため、図１７の基本構成（比較例１）と比べれば、スカム３６ｂの鋼帯１４への付着を抑制できる。
しかしながら、この方法をもってしても、吸込部８４側の鋼帯１４にはスカム３６ｂが付着する場合がある。
このため、溶融めっき浴面２８の流れの観察と、鋼帯１４に付着したスカム３６ｂの位置を調査した。すると、鋼帯１４の鋼帯厚み方向ＫＴに少し離れた部分では、ほぼ鋼帯幅方向ＫＨに流れが生じるものの、吸込部８４側では鋼帯１４端部に向かって流れが生じていることが分かった。
そこで、図１９に示すように、実施形態の一例として第一吸込部７２及び第二吸込部７４を鋼帯厚み方向ＫＴに離して配置し実験を行った。すると、図１８において鋼帯１４端部に向かっていた流れを、鋼帯１４から鋼帯厚み方向ＫＴへ離れる方向に方向転換させることができ、スカム３６ｃを第一吸込部７２及び第二吸込部７４で吸い込むことができた。
次に、本発明の実施形態の望ましい配置及び作用効果について述べる。
すなわち、スカム除去装置１０は、スナウト２２の外側から取り込んだ溶融めっき液を吐出部５６から吐出してスナウト２２内の溶融めっき液１８に流れを形成する。これにより、スナウト２２内を浮遊したスカム３６を第一吸込部７２及び第二吸込部７４へ向けて流す。このとき、吐出領域ＴＲと吸込領域が一致する構成（例えば図１７の構成）では、鋼帯１４の幅方向一方側Ｈ１から幅方向他方側Ｈ２へ向かう溶融めっき液の流れは、随伴流に引き込まれてしまう。
これに対して、吐出部５６から第一吸込部７２又は第二吸込部７４へ向けた溶融めっき液の流れは、鋼帯１４の幅方向一方側Ｈ１から幅方向他方側Ｈ２へ向かうに従って鋼帯１４から離れる。これにより、随伴流によって溶融めっき液１８と共に鋼帯１４側へ引き込まれるスカム３６の鋼帯１４側への移動を抑制し、溶融めっき浴面２８を浮遊するスカム３６の鋼帯１４への付着を抑制することができる。
第一吸込部７２の中心は、吐出部５６の厚み方向一方側Ｔ１の端より厚み方向一方側Ｔ１に位置している。また、第二吸込部７４の中心は、吐出部５６の厚み方向他方側Ｔ２の端より厚み方向他方側Ｔ２に位置している。
このため、各吸込部７２、７４が吐出領域ＴＲ内に設けられた場合と比較して、吐出部５６の幅方向両側部より吐出された溶融めっき液１８も鋼帯１４から離れる方向へ流すことができる。これにより、浮遊するスカム３６の鋼帯１４への付着を抑制することができる。
また、本実施形態では、第一吸込部７２及び第二吸込部７４を鋼帯１４の延長線６０から３０ｍｍ以上離間して配置した（ＣＲ１≧３０ｍｍ、ＣＲ２≧３０ｍｍ）。このため、両吸込部７２、７４が鋼帯１４の延長線６０から３０ｍｍ未満に設けられる場合と比較して、吐出部５６の幅方向両側より吐出された溶融めっき液１８の流れが随伴流により鋼帯１４に近づくことを抑制すことができる。これにより、浮遊するスカム３６の鋼帯１４への付着を抑制することができる。
また、第一吸込部７２及び第二吸込部７４の開口幅ＳＨ１、ＳＨ２は、４０ｍｍ以上とされている。これにより、開口幅ＳＨ１、ＳＨ２が、４０ｍｍ未満の場合と比較して、各吸込部７２、７４からの溶融めっき液１８の吸込領域が広がり、浮遊するスカム３６の除去効率が高まる。
特に、整流機能を備えた各吸込ノズル７１Ｃ、７１Ｄを用いることで、吸込方向を鋼帯幅方向ＫＨに整えることができる。これにより、各内壁面２２Ｄ、２２Ｅに付着したスカムの剥離を抑制しつつ、整流機能を備えない場合と比較して、各吸込部７２、７４での溶融めっき液１８の吸込量を増大できる。
このとき、各吸込部７２、７４が鋼帯１４側を向くように、両吸込ノズル７１Ｃ、７１Ｄを斜めに配置すれば、各内壁面２２Ｄ、２２Ｅ近傍での溶融めっき液１８の流れを抑制することができる（図１４参照）。
そして、吐出部５６は、鋼帯浸入位置２９より浸入する鋼帯１４に対向するスナウト２２の内面より１００ｍｍ以上離間している（ＳＲ１≧１００ｍｍ、ＳＲ２≧１００ｍｍ）。このため、吐出部５６と内面との離間が１００ｍｍ未満の場合と比較して、スナウト２２の内面に付着したスカム３６の溶融めっき液の流れによる剥離を抑制することができる。
図２１は、吐出部５６の幅方向一方の端からスナウト２２の一方内壁面２２Ｄまでの離間距離ＳＲ１を変化させた際のスナウト２２内面近傍での流速の変化を測定した水モデル試験（水浴での試験）の結果である。
この水モデル試験の条件を以下に示す。
吐出部５６近傍の鋼帯幅方向ＫＨの流速：２５０ｍｍ／ｓ
一方内壁面２２Ｄ近傍での流速測定位置：鋼帯幅方向ＫＨ中央
図２１に示したように、離間距離ＳＲ１を１００ｍｍ以上とすることで、内面（一方内壁面２２Ｄ）近傍で流速が低下することを確認でき、内面に付着したスカム３６の剥離防止効果が期待できる。
そして、吐出部５６の開口幅ＴＨは、５０ｍｍ以上とされている。これにより、開口幅ＴＨが５０ｍｍ未満の場合と比較して、吐出部５６からの溶融めっき液の吐出量を増加し、鋼帯１４へのスカム３６の付着防止効果を高めることができる。
図２２に実験結果を表で示す。この表には、第１及第２比較例と第１及び第２実験例とが示されている。
すなわち、第１比較例は、幅方向一方側Ｈ１に整流機能を有しない吐出部を設け、幅方向他方側Ｈ２における鋼帯１４の延長線６０上に一つの吸込部を設けて実験した比較例である（図１７の構成）。この第１比較例では、鋼帯１４の鋼帯幅方向ＫＨ中央部から吸込部側にかけて多数のスカムが付着した。
第２比較例は、第１比較例における吐出部に整流機能を設けた（図１８の構成）。この第２比較例では、主に鋼帯１４の吸込部側端部にスカムが付着した。
第１実施形態は、幅方向一方側Ｈ１に整流機能を有しない吐出部を設け、幅方向他方側Ｈ２に鋼帯１４の延長線６０上を境とした厚み方向一方側Ｔ１及び厚み方向他方側Ｔ２に対を成す吸込部を離間して設けて実験した実施例である。この第１実施例では、鋼帯１４にごくわずかなスカムの付着が認められたが、その付着量は大幅に改善できた。
第２実施形態は、第１実施形態における吐出部に整流機能を設けた（図１９の構成）。この第２実施形態では、鋼帯１４にスカムは付着しなかった。
以下に符号の説明を記載する。
１０ スカム除去装置
１４ 鋼帯
１８ 溶融めっき液
２２ スナウト
２２Ｄ 一方内壁面
２２Ｅ 他方内壁面
２８ 溶融めっき浴面
３６ スカム
５６ 吐出部
６０ 延長線
７２ 第一吸込部
７４ 第二吸込部
ＣＲ１ 離間距離
ＣＲ２ 離間距離
Ｈ１ 幅方向一方側
Ｈ２ 幅方向他方側
ＫＨ 鋼帯幅方向
ＫＴ 鋼帯厚み方向
ＳＨ１ 開口幅
ＳＨ２ 開口幅
ＳＲ１ 離間距離
ＳＲ２ 離間距離
Ｔ１ 厚み方向一方側
Ｔ２ 厚み方向他方側
ＴＨ 開口幅
ＴＲ 吐出領域
≪付記≫
本明細書からは、以下の態様が概念化される。
すなわち、第１の態様に係るスカム除去装置は、溶融めっきポットの溶融めっき液内に挿入され溶融めっき浴面を内側に有するスナウトと、前記溶融めっき浴面の鋼帯浸入位置における鋼帯幅方向の一方側の延長線上に配置された、溶融めっき液を吐出する吐出部と、前記溶融めっき浴面の鋼帯幅方向の他方側の延長線上に配置された、溶融めっき液を吸込む吸込部と、を備え、前記吸込部は、第一吸込部と第二吸込部からなり、前記第一吸込部と前記第二吸込部は、前記溶融めっき浴面の前記鋼帯浸入位置の鋼帯幅方向延長線を挟んで互いに離間して配置されている。
第２の態様に係るスカム除去装置は、第１の態様において、前記吐出部は、吐出した溶融めっき液の流れを前記鋼帯幅方向へ整流する整流板を備える。
第３の態様に係るスカム除去装置は、第１又は第２の態様において、前記第一吸込部と前記第二吸込部は、吐出した溶融めっき液の流れを前記鋼帯幅方向へ整流する整流板を備える。
第４の態様に係るスカム除去装置は、第１又は第２の態様において、前記第一吸込部は、溶融めっき液を吸い込むパイプ先端の開口部が前記鋼帯浸入位置側へ向けて開口するように開口面が傾斜した第一パイプで構成され、前記第二吸込部は、溶融めっき液を吸い込むパイプ先端の開口部が前記鋼帯浸入位置側へ向けて開口するように開口面が傾斜した第二パイプで構成されている。
第５の態様に係るスカム除去装置は、第４の態様において、前記第一パイプ及び前記第二パイプはメインパイプから二股に分かれて形成されている。
第６の態様に係るスカム除去装置は、第１から第３の態様において、前記吸込部は、前記鋼帯浸入位置側に面する前壁を備えた吸込ノズルで構成され、該吸込ノズルの前記前壁には、前記鋼帯幅方向の他方側の延長線上に配置され前記溶融めっき液の吸込を阻止する遮蔽部と、該遮蔽部の一側部に設けられ前記鋼帯浸入位置側へ向けて開口した第一開口部と、該遮蔽部の他側部に設けられ前記鋼帯浸入位置側へ向けて開口した第二開口部とが形成され、前記第一開口部で前記第一吸込部が構成されるとともに、前記第二開口部で前記第二吸込部が構成される。
第７の態様に係るスカム除去装置は、第１から第６の態様において、前記吐出部は、前記鋼帯浸入位置に沿って延びる前記スナウトの内面より１００ｍｍ以上離間して配置されている。
第８の態様に係るスカム除去方法は、溶融めっきポットの溶融めっき液内に挿入され溶融めっき浴面を内側に有するスナウト内において、前記溶融めっき浴面の鋼帯浸入位置における鋼帯幅方向の一方側の延長線から溶融めっき液を吐出し、前記溶融めっき浴面の鋼帯幅方向の他方側で、かつ、前記溶融めっき浴面の前記鋼帯浸入位置の鋼帯幅方向延長線を挟んで互いに離間した位置で溶融めっき液を吸い込む。
また、本明細書からは、以下の他の態様が概念化される。
第１の他の態様とは、「溶融亜鉛めっき鋼板の製造設備の還元焼鈍炉と溶融亜鉛ポットとを連結するスナウト内において、溶融亜鉛浴中を浮遊するスカムを除去するために、溶融亜鉛浴面で溶融亜鉛とともにスカムを吸引する吸込ノズルを備えるスカム除去装置であって、前記吸込ノズルが、スナウト内を通過する鋼帯の一方の面側に配置される第一の吸込ノズルと、当該鋼帯の他方の面側に配置される第二の吸込ノズルとを備えてなるスカム除去装置。」
第２の他の態様とは、「前記第一および第二の吸込ノズルが、スナウト内を通過する鋼帯の幅方向のスナウト内端部に配置されている、第１の他の態様に記載のスカム除去装置。」
第３の他の態様とは、「前記第一および／または第二の吸込ノズルが、前記鋼帯の前記幅方向延長線に対し、当該鋼帯の厚み方向に少なくとも３０ｍｍ以上離間して配置されている、第２の他の態様に記載のスカム除去装置。」
第４の他の態様とは、「前記第一および／または第二の吸込ノズルが、前記鋼帯の厚み方向に少なくとも４０ｍｍ以上の開口径を有している、第２又は第３の他の態様に記載のスカム除去装置。」
２０１５年１２月２４日に出願された日本国特許出願２０１５−２５１２３０号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
また、本明細書に記載されたすべての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (8)

  1. 溶融めっきポットの溶融めっき液内に挿入され溶融めっき浴面を内側に有するスナウトと、
    前記溶融めっき浴面の鋼帯浸入位置における鋼帯幅方向の一方側の延長線上に配置された、溶融めっき液を吐出する吐出部と、
    前記溶融めっき浴面の鋼帯幅方向の他方側の延長線上に配置された、溶融めっき液を吸込む吸込部と、を備え、
    前記吸込部は、第一吸込部と第二吸込部からなり、
    前記第一吸込部と前記第二吸込部は、前記溶融めっき浴面の前記鋼帯浸入位置の鋼帯幅方向延長線を挟んで互いに離間して配置されているスカム除去装置。
  2. 前記吐出部は、吐出した溶融めっき液の流れを前記鋼帯幅方向へ整流する整流板を備える請求項１に記載のスカム除去装置。
  3. 前記第一吸込部と前記第二吸込部は、吐出した溶融めっき液の流れを前記鋼帯幅方向へ整流する整流板を備える請求項１又は請求項２に記載のスカム除去装置。
  4. 前記第一吸込部は、溶融めっき液を吸い込むパイプ先端の開口部が前記鋼帯浸入位置側へ向けて開口するように開口面が傾斜した第一パイプで構成され、
    前記第二吸込部は、溶融めっき液を吸い込むパイプ先端の開口部が前記鋼帯浸入位置側へ向けて開口するように開口面が傾斜した第二パイプで構成されている請求項１又は請求項２に記載のスカム除去装置。
  5. 前記第一パイプ及び前記第二パイプはメインパイプから二股に分かれて形成されている請求項４に記載のスカム除去装置。
  6. 前記吸込部は、前記鋼帯浸入位置側に面する前壁を備えた吸込ノズルで構成され、
    該吸込ノズルの前記前壁には、前記鋼帯幅方向の他方側の延長線上に配置され前記溶融めっき液の吸込を阻止する遮蔽部と、該遮蔽部の一側部に設けられ前記鋼帯浸入位置側へ向けて開口した第一開口部と、該遮蔽部の他側部に設けられ前記鋼帯浸入位置側へ向けて開口した第二開口部とが形成され、
    前記第一開口部で前記第一吸込部が構成されるとともに、前記第二開口部で前記第二吸込部が構成される請求項１から請求項３のいずれかに記載のスカム除去装置。
  7. 前記吐出部は、前記鋼帯浸入位置に沿って延びる前記スナウトの内面より１００ｍｍ以上離間して配置されている請求項１から請求項６のいずれかに記載のスカム除去装置。
  8. 溶融めっきポットの溶融めっき液内に挿入され溶融めっき浴面を内側に有するスナウト内において、
    前記溶融めっき浴面の鋼帯浸入位置における鋼帯幅方向の一方側の延長線から溶融めっき液を吐出し、
    前記溶融めっき浴面の鋼帯幅方向の他方側で、かつ、前記溶融めっき浴面の前記鋼帯浸入位置の鋼帯幅方向延長線を挟んで互いに離間した位置で溶融めっき液を吸い込むスカム除去方法。
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