KR101604558B1

KR101604558B1 - 가스 와이핑 방법 및 가스 와이핑 장치

Info

Publication number: KR101604558B1
Application number: KR1020147009132A
Authority: KR
Inventors: 신이치 후쿠오카; 요시히로 스에무네; 도오루 오오하시; 요오코 아마노
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2013-09-24
Publication date: 2016-03-17
Also published as: JP5655978B2; MX355895B; BR112014019785B1; KR20140076568A; BR112014019785A2; US9573172B2; BR112014019785A8; CN103857822A; US20140360537A1; MY167951A; MX2014009697A; JPWO2014050790A1; JP2014080673A; WO2014050790A1; CN103857822B

Abstract

가스 와이핑 장치는, 도금 강판의 두께 방향에 있어서 상기 도금 강판을 사이에 두도록 대향 배치되고, 각각 상기 도금 강판의 폭 방향을 따라서 와이핑 가스를 분사하는 한쌍의 와이핑 노즐과; 상기 도금 강판의 양쪽 측단부로부터 외측으로 이격된 위치 각각에, 상기 와이핑 노즐에 의해 끼워지도록 배치된 가스 차폐판과; 상기 가스 차폐판 각각의 양쪽면을 따라 상기 도금 강판의 인상 방향에 대하여 역방향의 가스류가 형성되도록 가스를 분사하는 사이드 노즐; 을 구비한다.

Description

가스 와이핑 방법 및 가스 와이핑 장치 {GAS WIPING METHOD AND GAS WIPING APPARATUS}

본 발명은, 가스 와이핑 방법 및 가스 와이핑 장치에 관한 것이다.

본원은 2012년 09월 25일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2012-211120호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그의 내용을 여기에 원용한다.

일반적으로, 용융 도금에 의해 강판의 표면에 도금층을 형성하는 프로세스는 이하와 같다. 우선, 강판은 도금욕에 침지된 후, 도금욕으로부터 연직 방향의 상향으로 인상된다. 도금욕의 상방에는, 예를 들면 도 7a, 7b 및 7c에 나타내는 바와 같은 가스 와이핑 장치(100)가 설치되어 있다.

도 7a는, 도금욕(도시 생략)으로부터 인상된 도금 강판(W)의 두께 방향(도면 중의 X 방향)에서 가스 와이핑 장치(100)를 본 도면(가스 와이핑 장치(100)의 정면도)이다. 도 7b는, 도금 강판(W)의 인상 방향(연직 상향 방향: 도면 중의 Z 방향)에서 가스 와이핑 장치(100)를 본 도면(가스 와이핑 장치(100)의 평면도)이다. 도 7c는, 도금 강판(W)의 폭 방향(도면 중의 Y 방향)에서 가스 와이핑 장치(100)를 본 도면(가스 와이핑 장치(100)의 측면도)이다.

종래의 가스 와이핑 장치(100)는, 도금욕으로부터 인상된 도금 강판(W)(즉, 도금 금속이 부착된 강판)의 두께 방향에 있어서 도금 강판(W)을 사이에 두도록 대향 배치되고, 각각 도금 강판(W)의 폭 방향을 따라서 와이핑 가스(Gw)를 분사하는 한쌍의 와이핑 노즐(101, 102)을 구비한다.

와이핑 노즐(101)의 선단에는 Y 방향을 따라, 슬릿 형상의 와이핑 가스 분사구(101a)가 설치되어 있다. 또한, 와이핑 노즐(102)의 선단에는 Y 방향을 따라, 슬릿 형상의 와이핑 가스 분사구(102a)가 설치되어 있다. 또한, 도 7a 및 7c에 있어서, 일점 쇄선(NZ)은 와이핑 가스 분사구(101a 및 102a)의 Z 방향의 중심 위치(즉, 와이핑 가스(Gw)의 Z 방향의 분사 위치)를 나타내고 있다.

이들 한쌍의 와이핑 노즐(101, 102)로부터, 인상 직후의 도금 강판(W)의 양면에, 그 폭 방향을 따라서 와이핑 가스(Gw)(예를 들면 불활성 가스나 공기 등)가 분사된다. 그 결과, 도금 강판(W)의 표면에 존재하는 미응고의 도금 금속(용융 도금 금속)이 제거되고, 도금 강판(W)의 표면에 있어서의 도금 부착량이 조절된다.

도 7a 및 7b에 나타내는 바와 같이, 일반적으로, 각 와이핑 노즐(101, 102)의 Y 방향의 길이는, 도금 강판(W)의 폭보다도 길다. 즉, 각 와이핑 노즐(101, 102)의 양단은, 도금 강판(W)의 양쪽 측단부로부터 외측으로 연장되어 있다.

따라서, 도 8a 및 8b에 나타내는 바와 같이, 도금 강판(W)의 양쪽 측단부로부터 외측의 영역에서, 한쌍의 와이핑 노즐(101, 102) 각각으로부터 분사된 와이핑 가스(Gw)가 서로 충돌한다.

이러한 와이핑 가스(Gw)의 충돌 영역(GC)(이하, 가스 충돌 영역이라고 호칭함)에서는, 도 9에 나타내는 바와 같은 와이핑 가스끼리의 충돌(부압 발생)과 반발(정압 발생)이 반복됨으로써, 부압의 발생을 수반하는 가스 난류(압력이 정압과 부압 사이에서 맥동하는 가스류)가 발생한다.

와이핑 가스(Gw)의 분사 중에 있어서, 도금 강판(W)의 양쪽 측단부에 부착되어 있는 용융 도금 금속이, 가스 충돌 영역(GC)에서 발생한 가스 난류의 부압에 의해 도금 강판(W)의 양쪽 측단부의 외측으로 끌어 당겨진다. 그 결과, 도 8a에 나타내는 바와 같이, 도금 강판(W)의 양쪽 측단부에, 그 외측에 부풀어 오르는 용융 도금 금속의 액막(LC)이 형성된다.

상기한 바와 같이 도금 강판(W)의 양쪽 측단부에 형성된 용융 도금 금속의 액막(LC)으로부터 액적(S)(이하, 스플래시라고 호칭함)이 비산하여, 와이핑 노즐(101, 102)이나, 주변 기기, 또한, 도금 강판(W)의 도금면에 부착된다. 또한, 도 8a 및 8b에서는 설명의 편의상, 도금 강판(W)의 한쪽 측단부의 외측만을 도시하고 있지만, 도금 강판(W)의 양쪽 측단부의 외측에 있어서 동일한 현상이 발생한다.

와이핑 노즐(101, 102)에 스플래시(S)가 부착되면, 와이핑 가스 분사구(101a 및 102a)의 개구 면적이 축소된다. 와이핑 노즐(101, 102)에 있어서의 스플래시(S)의 부착량이 증대하면, 와이핑 가스 분사구(101a 및 102a)가 폐색된다. 주변 기기에 스플래시(S)가 부착되면, 스플래시(S)의 부착부가 부식될 가능성이 있다. 또한, 스플래시(S)가 도금 강판(W)의 도금면에 부착되어 응고하면, 도금면의 치수나 외관이 손상된다.

종래에는, 상기와 같은 스플래시(S)의 비산 및 부착을 억제하기 위해서, 도 10a 및 10b에 나타내는 바와 같이, 도금 강판(W)의 양쪽 측단부로부터 외측으로 이격된 위치에 가스 차폐판(103)이 배치되는 경우가 있다. 가스 차폐판(103)은 한쌍의 와이핑 노즐(101, 102)에 의해 끼워지도록 배치된다. 즉, 가스 차폐판(103)의 양면에는, 한쌍의 와이핑 노즐(101, 102) 각각으로부터 분사되는 와이핑 가스(Gw)가 충돌한다.

그 결과, 도 10a 및 10b에 나타내는 바와 같이, 가스 충돌 영역(GC)의 Y 방향의 폭이 작아져, 가스 충돌 영역(GC)에 발생하는 가스 난류의 부압도 작아진다. 그 결과, 도금 강판(W)의 양쪽 측단부로부터 외측에 부풀어 오르는 용융 도금 금속의 액막(LC)이 작아져, 액막(LC)으로부터 비산하는 스플래시(S)의 양이 감소한다. 이와 같이, 가스 차폐판(103)을 설치함으로써, 스플래시(S)의 비산 및 부착을 어느 정도 억제할 수 있다. 도 10a 및 10b에서는 설명의 편의상, 도금 강판(W)의 한쪽 측단부의 외측만을 도시하고 있지만, 도금 강판(W)의 양쪽 측단부의 외측에 있어서 동일한 현상이 발생한다.

또한, 가스 충돌 영역(GC)에 발생하는 가스 난류의 부압의 영향을 보다 작게 하기 위해서는, 도금 강판(W)의 양쪽 측단부와 가스 차폐판(103)과의 거리를 가능한 한 짧게 하는(가스 충돌 영역(GC)을 작게 함) 것이 바람직하다.

그러나, 실제로 조업에 있어서, 도금욕으로부터 인상되는 도금 강판(W)의 양쪽 측단부의 Y 방향의 위치는 반드시 일정한 것은 아니다. 따라서, 도금 강판(W)과 가스 차폐판(103)이 접촉하지 않도록, 도금 강판(W)의 양쪽 측단부와 가스 차폐판(103)과의 거리를, 안전 마진을 포함하는 값으로 설정할 필요가 있다. 즉, 가스 차폐판(103)에 의한 스플래시 억제 효과에는 한계가 있다.

상기한 바와 같이, 도금 강판(W)의 양쪽 측단부로부터 외측으로 이격된 위치에 가스 차폐판(103)을 설치하는 것만으로는, 스플래시(S)의 비산 및 부착을 충분히 억제하는 것은 곤란하다.

특히, 최근의 용융 도금에 있어서는, 도금 속도의 고속화에 수반하여, 도금액의 들어올림 양이 증대하고, 또한 도금 부착량의 저감을 도모하기 위해서, 와이핑 가스의 분사압이 고압화하는 경향이 있고, 스플래시 대책이 중요한 과제가 되고 있다. 따라서, 용융 도금의 와이핑 공정에 있어서, 스플래시(S)의 비산 및 부착에 대하여 유효하게 기능하는 억제 또는 방지책이 요구되고 있다.

예를 들면, 하기 특허문헌 1에는, 도 11a 및 11b에 나타내는 바와 같이, 도금 강판(W)의 양쪽 측단부와 가스 차폐판(103)과의 간극에 퍼지 가스 분사 노즐(104)을 설치하고, 이 퍼지 가스 분사 노즐(104)로부터 도금 강판(W)의 인상 방향에 대하여 역방향(연직 하향 방향)으로 퍼지 가스(Gp)를 분사하는 기술이 개시되어 있다.

이러한 기술에 의하면, 도금 강판(W)의 양쪽 측단부와 가스 차폐판(103)과의 간극에, 퍼지 가스(Gp)에 의한 가스의 커튼이 형성된다. 그 결과, 도금 강판(W)의 양쪽 측단부로부터 비산하는 스플래시(S)의 방향이, 연직 하향 방향으로 제한되어, 스플래시(S)의 비산 및 부착이 억제된다.

일본 특허 공개 평 07-331404호 공보

상기한 바와 같이, 특허문헌 1에는 퍼지 가스 분사 노즐(104)을 설치함으로써, 가스 차폐판(103)만을 설치하는 경우와 비교하여, 스플래시(S)의 비산 및 부착을 보다 억제할 수 있다고 기재되어 있다. 그러나, 본원 발명자에 의한 연구의 결과, 특허문헌 1에 개시된 기술에서는, 용융 도금 프로세스의 고속화에 수반하는 와이핑 가스의 고압화에 충분히 대응할 수 없고, 스플래시 억제 효과 향상의 관점에서 개선의 여지가 있는 것이 판명되었다.

본 발명은 상기의 사정을 감안하여 이루어진 것이고, 종래 기술보다도 스플래시 억제 효과가 큰 가스 와이핑 방법 및 가스 와이핑 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하여 관계되는 목적을 달성하기 위하여 이하의 수단을 채용한다. 즉,

(1) 본 발명의 일 형태에 관한 가스 와이핑 방법은, 도금 욕조로부터 인상된 도금 강판의 두께 방향에 있어서 상기 도금 강판을 사이에 끼우도록 배치된 한쌍의 와이핑 노즐로부터, 상기 도금 강판의 폭 방향을 따라서 와이핑 가스를 분사함으로써, 상기 도금 강판의 도금 부착량을 조정하는 가스 와이핑 방법이며, 상기 도금 강판의 폭 방향에 있어서 상기 도금 강판의 양쪽 측단부로부터 외측으로 이격된 위치 각각에, 상기 한쌍의 와이핑 노즐에 의해 끼워지도록 가스 차폐판을 배치하고, 소정 위치에 배치된 사이드 노즐로부터의 가스 분사에 의해, 상기 가스 차폐판의 양쪽 면을 따라, 상기 도금 강판의 인상 방향에 대하여 역방향의 가스류를 형성한다.

(2) 상기 (1)에 기재된 가스 와이핑 방법에 있어서, 상기 사이드 노즐이 상기 가스 차폐판의 양면에 배치되어 있어도 된다.

(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 가스 와이핑 방법에 있어서, 상기 사이드 노즐로부터 분사되는 가스가, 공기 또는 불활성 가스이어도 된다.

(4) 본 발명의 일 형태에 관한 가스 와이핑 장치는, 도금욕으로부터 인상된 도금 강판의 두께 방향에 있어서 상기 도금 강판을 사이에 두도록 대향 배치되고, 각각 상기 도금 강판의 폭 방향을 따라서 와이핑 가스를 분사하는 한쌍의 와이핑 노즐과; 상기 도금 강판의 폭 방향에 있어서 상기 도금 강판의 양쪽 측단부로부터 외측으로 이격된 위치 각각에, 상기 한쌍의 와이핑 노즐에 의해 끼워지도록 배치된 가스 차폐판과; 상기 가스 차폐판 각각의 양쪽면을 따라 상기 도금 강판의 인상 방향에 대하여 역방향의 가스류가 형성되도록 가스를 분사하는 사이드 노즐; 을 구비한다.

(5) 상기 (4)에 기재된 가스 와이핑 장치에 있어서, 상기 사이드 노즐이, 상기 가스 차폐판의 양면에 배치되어 있어도 된다.

(6) 상기 (4) 또는 (5)에 기재된 가스 와이핑 장치에 있어서, 상기 사이드 노즐로부터 분사되는 가스가, 공기 또는 불활성 가스이어도 된다.

상기 형태에 의하면, 종래 기술보다도, 용융 도금의 와이핑 공정에 있어서, 미응고 도금 금속의 스플래시의 비산 및 부착을 현저하게 억제할 수 있다. 즉, 상기 형태에 의하면, 종래 기술보다도 스플래시 억제 효과가 큰 가스 와이핑 방법 및 가스 와이핑 장치를 제공할 수 있다.

도 1a는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 가스 와이핑 장치(1)의 정면도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 가스 와이핑 장치(1)의 평면도이다.
도 1c는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 가스 와이핑 장치(1)의 측면도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 가스 와이핑 장치(1)의 스플래시 억제 효과를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 가스 와이핑 장치(1)의 스플래시 억제 효과를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 3a는 특허문헌 1에 개시된 기술의 스플래시 억제 효과를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 3b는 특허문헌 1에 개시된 기술의 스플래시 억제 효과를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 실시 형태의 변형예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 5a는 본 실시 형태의 변형예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 5b는 본 실시 형태의 변형예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 6a는 본 실시 형태의 변형예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 6b는 본 실시 형태의 변형예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 7a는 종래의 가스 와이핑 장치(100)의 정면도이다.
도 7b는 종래의 가스 와이핑 장치(100)의 평면도이다.
도 7c는 종래의 가스 와이핑 장치(100)의 측면도이다.
도 8a는 와이핑 가스(Gw)의 충돌 영역(GC)에 발생하는 가스 난류에 의해, 도금 강판(W)의 양쪽 측단부로부터 스플래시(S)가 비산하는 모습을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 8b는 와이핑 가스(Gw)의 충돌 영역(GC)에 발생하는 가스 난류에 의해, 도금 강판(W)의 양쪽 측단부로부터 스플래시(S)가 비산하는 모습을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 와이핑 가스(Gw)의 충돌 영역(GC)에, 부압의 발생을 수반하는 가스 난류(압력이 정압과 부압 사이에서 맥동하는 가스류)가 발생하는 메커니즘을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 10a는 가스 차폐판(103)이 설치된 경우에 있어서, 도금 강판(W)의 양쪽 측단부로부터 스플래시(S)가 비산하는 모습을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 10b는 가스 차폐판(103)이 설치된 경우에 있어서, 도금 강판(W)의 양쪽 측단부로부터 스플래시(S)가 비산하는 모습을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 11a는 특허문헌 1에 개시된 기술을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 11b는 특허문헌 1에 개시된 기술을 모식적으로 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 일 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 1a, 1b 및 1c는, 본 실시 형태에 따른 가스 와이핑 장치(1)의 구성을 나타내는 모식도이다. 도 1a는, 도금욕(도시 생략)으로부터 인상된 도금 강판(W)의 두께 방향(도면 중의 X 방향)에서 가스 와이핑 장치(1)를 본 도면(가스 와이핑 장치(1)의 정면도)이다. 도 1b는, 도금 강판(W)의 인상 방향(연직 상향 방향: 도면 중의 Z 방향)에서 가스 와이핑 장치(1)를 본 도면(가스 와이핑 장치(1)의 평면도)이다. 도 1c는, 도금 강판(W)의 폭 방향(도면 중의 Y 방향)에서 가스 와이핑 장치(1)를 본 도면(가스 와이핑 장치(1)의 측면도)이다.

도 1a 내지 1c에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 가스 와이핑 장치(1)는 한쌍의 와이핑 노즐(11, 12)과, 2매의 가스 차폐판(13, 14)과, 2개의 제1 사이드 노즐(15, 16)과, 2개의 제2 사이드 노즐(17, 18)을 구비하고 있다. 또한, 도 1a에서는 와이핑 노즐(11, 12)의 도시를 생략하고 있다.

한쌍의 와이핑 노즐(11, 12)은 도금욕으로부터 인상된 도금 강판(W)(즉, 도금 금속이 부착된 강판)의 두께 방향에 있어서 도금 강판(W)을 사이에 두도록 대향 배치되고, 각각 도금 강판(W)의 폭 방향을 따라서 와이핑 가스(Gw)를 분사한다. 와이핑 노즐(11)의 선단에는 Y 방향을 따라, 슬릿 형상의 와이핑 가스 분사구(11a)가 설치되어 있다. 또한, 와이핑 노즐(12)의 선단에는 Y 방향을 따라, 슬릿 형상의 와이핑 가스 분사구(12a)가 설치되어 있다. 또한, 도 1a 및 1c에 있어서, 일점 쇄선(NZ)은, 와이핑 가스 분사구(11a 및 12a)의 Z 방향의 중심 위치(즉, 와이핑 가스(Gw)의 Z 방향의 분사 위치)를 나타내고 있다.

가스 차폐판(13)은, 도금 강판(W)의 한쪽 측단부로부터 Y 방향의 외측으로 이격된 위치에 있어서, 와이핑 노즐(11, 12)에 의해 끼워지도록 배치되어 있다. 가스 차폐판(14)은, 도금 강판(W)의 다른 쪽의 측단부로부터 Y 방향의 외측으로 이격된 위치에 있어서, 와이핑 노즐(11, 12)에 의해 끼워지도록 배치되어 있다. 즉, 가스 차폐판(13, 14)의 양면에는, 한쌍의 와이핑 노즐(11, 12) 각각으로부터 분사되는 와이핑 가스(Gw)가 충돌한다.

또한, 가스 차폐판(13, 14)의 두께 방향과, 도금 강판(W)의 두께 방향이 일치하도록, 가스 차폐판(13, 14)이 배치되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 가스 차폐판(13)과 도금 강판(W)의 한쪽 측단부와의 거리는 짧을수록 좋지만, 실제 조업에 있어서, 가스 차폐판(13)과 도금 강판(W)이 접촉하지 않도록, 가스 차폐판(13)과 도금 강판(W)의 한쪽 측단부와의 거리를, 안전 마진을 포함하는 값으로 설정할 필요가 있다. 가스 차폐판(14)과 도금 강판(W)의 다른 쪽 측단부와의 거리에 대해서도 상기와 동일하다.

제1 사이드 노즐(15)은, 가스 차폐판(13)의 전방면 상단부 부근에 배치되어 있다. 제1 사이드 노즐(16)은, 가스 차폐판(13)의 후방면 상단부 부근에 배치되어 있다. 이들 제1 사이드 노즐(15 및 16)은, 가스 차폐판(13)을 사이에 두고 대향하게 배치되어 있다.

제1 사이드 노즐(15 및 16)은, 도금 강판(W)의 인상 방향에 대하여 역방향(연직 하향)으로 사이드 가스(Gs)를 분사한다. 이에 의해, 가스 차폐판(13)의 양면(전방면 및 후방면)을 따라, 도금 강판(W)의 인상 방향에 대하여 역방향의 가스류(이하, 하강 사이드 가스류라고 호칭함)가 형성된다.

제1 사이드 노즐(15 및 16)의 선단에는, Y 방향으로 연장되는 슬릿 형상의 사이드 가스 분사구(도시 생략)가 설치되어 있다. 따라서, 제1 사이드 노즐(15 및 16)로부터 사이드 가스(Gs)가 분사됨으로써, Y 방향으로 일정한 폭을 갖는 하강 사이드 가스류가 가스 차폐판(13)의 양면에 형성된다.

또한, 제1 사이드 노즐(15 및 16)의 선단에 설치되는 사이드 가스 분사구의 형상은 슬릿 형상으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 제1 사이드 노즐(15 및 16)의 선단에, 복수의 원형의 사이드 가스 분사구가, Y 방향을 따라서 일정 간격으로 설치되어 있어도 된다.

제2 사이드 노즐(17)은, 가스 차폐판(14)의 전방면 상단부 부근에 배치되어 있다. 제2 사이드 노즐(18)은, 가스 차폐판(14)의 후방면 상단부 부근에 배치되어 있다. 이들 제2 사이드 노즐(17 및 18)은, 가스 차폐판(14)을 사이에 두고 대향하게 배치되어 있다.

제2 사이드 노즐(17 및 18)은, 도금 강판(W)의 인상 방향에 대하여 역방향으로 사이드 가스(Gs)를 분사한다. 이에 의해, 가스 차폐판(14)의 양쪽면을 따라, 도금 강판(W)의 인상 방향에 대하여 역방향의 하강 사이드 가스류가 형성된다.

제2 사이드 노즐(17 및 18)의 선단에는, Y 방향으로 연장되는 슬릿 형상의 사이드 가스 분사구(도시 생략)가 설치되어 있다. 따라서, 제2 사이드 노즐(17 및 18)로부터 사이드 가스(Gs)가 분사됨으로써, Y 방향으로 일정한 폭을 갖는 하강 사이드 가스류가 가스 차폐판(14)의 양면에 형성된다.

또한, 제2 사이드 노즐(17 및 18)의 선단에 설치되는 사이드 가스 분사구의 형상은 슬릿 형상으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 제2 사이드 노즐(17 및 18)의 선단에, 복수의 원형의 사이드 가스 분사구가 Y 방향을 따라서 일정 간격으로 설치되어 있어도 된다. 또한, 제1 사이드 노즐(15 및 16)과, 제2 사이드 노즐(17 및 18)로부터 분사되는 사이드 가스(Gs)는, 공기 또는 불활성 가스인 것이 바람직하다.

이하, 상기와 같이 구성된 가스 와이핑 장치(1)의 작용 효과에 대하여 설명한다.

가스 차폐판(13 및 14)의 양면에는, 한쌍의 와이핑 노즐(11 및 12) 각각으로부터 분사되는 와이핑 가스(Gw)가 충돌한다. 그 결과, 도 10a 및 10b에 예시한 바와 같이, 가스 충돌 영역(GC)의 Y 방향의 폭이 작아져, 가스 충돌 영역(GC)에 발생하는 가스 난류의 부압도 작아진다. 그 결과, 도금 강판(W)의 양쪽 측단부로부터 외측으로 부풀어 오르는 용융 도금 금속의 액막(LC)이 작아져, 액막(LC)으로부터 비산하는 스플래시(S)의 양이 감소한다.

이와 같이, 가스 차폐판(13 및 14)을 설치함으로써, 스플래시의 비산 및 부착을 어느 정도 억제할 수 있는 것은 이미 설명하였다. 그러나, 실제로 조업에 있어서, 도금 강판(W)과 가스 차폐판(13 및 14)이 접촉하지 않도록, 도금 강판(W)의 양쪽 측단부와 가스 차폐판(13, 14)과의 거리를, 안전 마진을 갖는 값으로 설정할 필요가 있으므로, 가스 차폐판(13 및 14)에 의한 스플래시 저감 효과에는 한계가 있다.

본 실시 형태의 가스 와이핑 장치(1)에 있어서는, 사이드 가스(Gs)의 분사에 의해, 가스 차폐판(13 및 14)의 양면에 하강 사이드 가스류가 형성된다. 예를 들면, 가스 차폐판(13)에 착안하면, 도 2a 및 2b에 나타내는 바와 같이, 가스 차폐판(13)의 양면에 형성된 하강 사이드 가스류에 의해, 가스 차폐판(13)의 양쪽 측단부 외측에, 도금 강판(W)의 인상 방향에 대하여 역방향으로 흐르는 가스류(Ga)(이하, 하강 수반 가스류라고 호칭함)가 형성된다.

이와 같이, 가스 차폐판(13)과 도금 강판(W)의 한쪽 측단부 사이에 형성된 하강 수반 가스류(Ga)에 의해, 가스 충돌 영역(GC)에 발생하는 가스 난류의 일부가 하향의 가스류로서 안정화되어, 압력 맥동이 해소된다. 이것은 가스 차폐판(13)과 도금 강판(W)의 한쪽 측단부 사이의 가스 충돌 영역(GC)의 Y 방향의 폭이, 실질적으로 보다 작아지는(부압에 의한 영향이 보다 작아지는) 것을 의미한다. 가스 차폐판(14)에 대해서도, 동일한 현상이 발생한다.

즉, 본 실시 형태에 따르면, 가스 차폐판만을 설치하는 종래 기술과 비교하여, 도금 강판(W)의 양쪽 측단부로부터 외측으로 부풀어 오르는 용융 도금 금속의 액막(LC)을 보다 작게 할 수 있고(도 2a 참조), 그 결과, 용융 도금 금속의 액막(LC)으로부터 비산하는 스플래시(S)의 양을 보다 감소시킬 수 있다.

한편, 이미 설명한 것 같이, 특허문헌 1에 개시된 기술(가스 차폐판(103)과 퍼지 가스 분사 노즐(104)과의 조합)에서는, 용융 도금 프로세스의 고속화에 수반하는 와이핑 가스의 고압화에 충분히 대응할 수 없어, 본 실시 형태 정도의 스플래시 억제 효과를 얻을 수는 없다. 이하, 그 이유에 대하여 설명한다.

특허문헌 1에 개시된 기술은, 도금 강판(W)의 양쪽 측단부와 가스 차폐판(103)과의 간극에, 퍼지 가스(Gp)의 하강류를 형성함으로써, 도금 강판(W)의 양쪽 측단부로부터 외측으로 부풀어 오르는 용융 도금 금속의 액막(LC)으로부터 비산하는 스플래시(S)의 방향을, 연직 하향 방향으로 제한하는 것이다(도 11a 참조).

이러한 특허문헌 1에 개시된 기술에 있어서도, 도금 강판(W)의 양쪽 측단부와 가스 차폐판(103)과의 간극에, 퍼지 가스(Gp)의 하강류가 형성되므로, 가스 충돌 영역(GC)에 발생하는 가스 난류의 일부가, 하향의 가스류로서 안정화되어, 압력 맥동이 해소되는 것이 아닌가라고 생각된다. 즉, 특허문헌 1에 개시된 기술에 있어서도, 본 실시 형태와 동일하게, 가스 차폐판(103)과 도금 강판(W)의 양쪽 측단부 사이의 가스 충돌 영역(GC)의 Y 방향의 폭이, 실질적으로보다 작아지는(부압에 의한 영향이 보다 작아지는) 것이 아닌가라고, 일견 생각된다.

그러나, 본원 발명자에 의한 연구의 결과, 퍼지 가스 분사 노즐(104)로부터, 도금 강판(W)의 양쪽 측단부와 가스 차폐판(103)과의 간극에 따라, 퍼지 가스(Gp)를 연직 하향 방향으로 분사해도, 가스 충돌 영역(GC)의 Y 방향의 폭은 작아지지 않는 것이 판명되었다.

도 3a 및 3b에 나타내는 바와 같이, 특허문헌 1에 개시된 기술에 있어서는, 가스 차폐판(103)의 양면에, 와이핑 노즐(101, 102) 각각으로부터 분사되는 와이핑 가스(Gw)가 충돌하므로, 가스 차폐판(103)의 양쪽면을 따라, 충돌 부위(도면 중의 부호(NZ)로 나타내는 위치)를 기점으로 하여 와이핑 가스(Gw)의 상승류(Gu)와 하강류(Gd)가 형성된다. 또한, 가스 차폐판(103)의 양 측단부 근방에는, 와이핑 가스(Gw)의 상승류(Gua)와 하강류(Gda)가 마찬가지로 형성된다.

이렇게 가스 차폐판(103)의 양 측단부 근방에 형성되는 와이핑 가스(Gw)의 상승류(Gua)에 의해, 퍼지 가스(Gp)의 하강류가 크게 감쇠한다. 그 결과, 가스 충돌 영역(GC)에 발생하는 가스 난류의 일부를, 하향의 가스류로서 안정화시키는데 이르지 않고, 가스 충돌 영역(GC)의 Y 방향의 폭이 작아지지 않는다.

또한, 용융 도금 프로세스의 고속화에 따라 와이핑 가스(Gw)가 고압이 될수록, 가스 차폐판 103의 양면에 형성되는 와이핑 가스(Gw)의 상승류(Gu)도 고압이 되므로, 퍼지 가스(Gp)의 하강류의 감쇠도 커진다. 즉, 용융 도금 프로세스의 고속화에 수반하여, 퍼지 가스 분사 노즐(104)로부터 퍼지 가스(Gp)를 분사하는 것에 의한 스플래시 억제 효과는 감소한다.

따라서, 본 실시 형태와 특허문헌 1에 개시된 기술을 비교했을 때, 본 실시 형태쪽이 보다 큰 스플래시 억제 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 가스 차폐판(13)의 양면에, 2개의 제1 사이드 노즐(15 및 16)을 직접 배치하고, 가스 차폐판(14)의 양면에, 2개의 제2 사이드 노즐(17 및 18)을 직접 배치하는 구성을 예시하였다.

그러나, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 가스 차폐판(13 및 14)의 양면에 하강 사이드 가스류를 형성할 수 있으면, 사이드 노즐의 개수나 배치 위치에 제한은 없다.

예를 들면, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제1 사이드 노즐(15 및 16)을, 가스 차폐판(13)으로부터 상방의 이격된 위치에 배치하고, 그 위치로부터 사이드 가스를 가스 차폐판(13)의 양면을 향하여 분사하는 것과 같은 구성을 채용해도 된다. 도 4에서는, 도시를 생략하고 있지만, 가스 차폐판(14)에 대한 제2 사이드 노즐(17 및 18)의 위치 관계에 대해서도 동일하다.

또한, 예를 들면 도 5a 및 5b에 나타내는 바와 같이, 제1 사이드 노즐(15 및 16) 대신에 하나의 제1 사이드 노즐(21)을 가스 차폐판(13)의 바로 위에 설치하고, 제2 사이드 노즐(17 및 18) 대신에, 하나의 제2 사이드 노즐(22)을 가스 차폐판(14)의 바로 위에 설치하는 것과 같은 구성을 채용해도 된다.

도 5b에 나타내는 바와 같이, 제2 사이드 노즐(21)로부터 연직 하향으로 분사된 사이드 가스(Gs)는, 가스 차폐판(13)을 중심으로 하여 2개의 하강류로 분리한다. 그 결과, 가스 차폐판(13)의 양면에 하강 사이드 가스류가 형성된다. 제2 사이드 노즐(22)과 가스 차폐판(14)과의 관계에 대해서도 동일하다.

또한, 예를 들면 도 6a 및 6b에 나타내는 바와 같이, 제1 사이드 노즐(15 및 16) 대신에 한쌍의 제1 보조 노즐(25 및 26)이, 가스 차폐판(13)을 사이에 두고 서로 대향하도록, 와이핑 노즐(11, 12)보다도 강판(W)의 하류측에 배치되어 있어도 된다. 또한, 제2 사이드 노즐(17 및 18) 대신에 한쌍의 제2 보조 노즐(27 및 28)이 가스 차폐판 14를 사이에 두고 서로 대향하도록, 와이핑 노즐(11, 12)보다도 강판(W)의 하류측에 배치되어 있어도 된다. 또한, 도 6a 및 6b에서는, 제2 보조 노즐(28)의 도시를 생략하고 있다.

제1 보조 노즐(25 및 26)은 각각, 강판(W)에 대하여 X 방향을 따라서 사이드 가스(Gs)를 분사한다. 이에 의해, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 가스 차폐판(13)의 양면에 사이드 가스(Gs)의 하강류(하강 사이드 가스류)가 형성된다. 동일하게, 제2 보조 노즐(27 및 28)도 각각, 강판(W)에 대하여 X 방향을 따라서 사이드 가스(Gs)를 분사한다. 이에 의해, 가스 차폐판(14)의 양면에도 사이드 가스(Gs)의 하강류(하강 사이드 가스류)가 형성된다(도 6b에서는 도시를 생략).

<산업상 이용 가능성>

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 용융 도금의 와이핑 공정에 있어서, 스플래시의 비산을 현저하게 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명은 도금 산업에 있어서 이용 가능성이 높은 것이다.

1, 100 가스 와이핑 장치
11, 12, 101, 102 와이핑 노즐
13, 14, 103 가스 차폐판
15, 16, 21 제1 사이드 노즐
17, 18, 22 제2 사이드 노즐
25, 26 제1 보조 노즐
27, 28 제2 보조 노즐
104 퍼지 가스 분사 노즐
W 도금 강판
Gw 와이핑 가스
Gs 사이드 가스
Gp 퍼지 가스
GC 가스 충돌 영역
LC 용융 도금 금속의 액막
S 용융 도금 금속의 액적(스플래시)

Claims

도금 욕조로부터 인상된 도금 강판의 두께 방향에 있어서 상기 도금 강판을 사이에 끼우도록 배치된 한쌍의 와이핑 노즐로부터, 상기 도금 강판의 폭 방향을 따라서 와이핑 가스를 분사함으로써, 상기 도금 강판의 도금 부착량을 조정하는 가스 와이핑 방법이며,
상기 도금 강판의 폭 방향에 있어서 상기 도금 강판의 양쪽 측단부로부터 외측으로 이격된 위치 각각에, 상기 한쌍의 와이핑 노즐에 의해 끼워지도록 가스 차폐판 및 사이드 노즐을 배치하고,
상기 사이드 노즐은, 상기 가스 차폐판의 양쪽면측에 위치하고, 가스를 분사하여, 상기 가스 차폐판의 양쪽면을 따라, 상기 도금 강판의 인상 방향에 대하여 역방향만의 가스류를 형성하고, 그 가스 차폐판의 양쪽면을 따르는 상기 가스류에 의해, 상기 가스 차폐판과 상기 도금 강판의 측단부와의 간극에, 상기 도금 강판의 인상 방향에 대하여 역방향만의 수반 가스류를 형성하는 것을 특징으로 하는, 가스 와이핑 방법.
제1항에 있어서, 상기 사이드 노즐로부터 분사되는 가스가, 공기 또는 불활성 가스인 것을 특징으로 하는, 가스 와이핑 방법.
도금욕으로부터 인상된 도금 강판의 두께 방향에 있어서 상기 도금 강판을 사이에 두도록 대향 배치되고, 각각 상기 도금 강판의 폭 방향을 따라서 와이핑 가스를 분사하는 한쌍의 와이핑 노즐과;
상기 도금 강판의 폭 방향에 있어서 상기 도금 강판의 양쪽 측단부로부터 외측으로 이격된 위치 각각에, 상기 한쌍의 와이핑 노즐에 의해 끼워지도록 배치된 가스 차폐판과;
상기 가스 차폐판의 양쪽면측에 위치하고, 상기 가스 차폐판 각각의 양쪽면을 따라 상기 도금 강판의 인상 방향에 대하여 역방향만의 가스류가 형성되고 또한 그 가스류에 의해 상기 가스 차폐판과 상기 도금 강판의 측단부와의 간극에 상기 도금 강판의 인상 방향에 대하여 역방향만의 수반 가스류가 형성되도록, 가스를 분사하는 사이드 노즐; 을 구비하는 것을 특징으로 하는, 가스 와이핑 장치.
제3항에 있어서, 상기 사이드 노즐로부터 분사되는 가스가, 공기 또는 불활성 가스인 것을 특징으로 하는, 가스 와이핑 장치.
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