WO2009031599A1

WO2009031599A1 - 溶融金属めっき鋼帯の製造装置

Info

Publication number: WO2009031599A1
Application number: PCT/JP2008/065927
Authority: WO
Inventors: Hiroyuki Fukuda; Gentaro Takeda; Hideyuki Takahashi; Tadashi Nara; Keisuke Ono; Shinji Goto; Nobutomo Inenaga
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2007-09-05
Filing date: 2008-08-28
Publication date: 2009-03-12
Also published as: KR101191692B1; JP5549050B2; EP2184377A1; EP2184377A4; KR20100040954A; JP2009062563A; CN101796209B; CN101796209A; US20100175615A1

Abstract

溶融金属めっき槽８から連続的に引き上げられる鋼帯２に対し、溶融金属めっき槽８上方で鋼帯２を挟んでその両面に対向配置したワイピングノズル３からガスを吹き付けて付着金属の厚さを制御する溶融金属めっき鋼帯の製造装置において、浴内サポートロール５上方の浴面下の鋼帯２の両側に、浴内サポートロール５の外周面の浴面側１／４以上を覆うように形成されたロール被覆部分と、その上方に配置され鋼帯に対向するように形成された鋼帯対向部分とを備える整流板１が鋼帯２及び浴内サポートロール５に非接触に設けられ、該整流板１の鋼帯対向部分はロール被覆部分の鋼帯側端部に接続されている。

Description

明細書漏雑めつき鋼帯の置鎌分野

本発明は、漏めつきプロセスにおいて、溶融のスプラッシュ «を軽減できる溶 fe&Aめつさ鋼の製置、 an apparatus for producing a hot-dip metal coated steel strip) に関するものである。背景鎌

赚溶融めつきプロセス等においては、図 1に示すように、一般的にめっき槽 8内に満たした溶鬲虫金属めつき浴 7に鋼帯 2を浸漬させシンク口ール 6 (sink roll 6)で方向転換した後、該鋼帯 2を鉛 ΐ 方に引き上げる工程の後に、鋼驗面に付着し'た藤虫錄力 S板幅方向および板長手方向に均一に所定のめつき厚になるように、この鋼帯 2を挟んで対向して設けた鋼帯幅方向に延在するガスワイピングノズル 3から力 [I圧気体を鋼帯上に嘖出させて、余剰な^ ff虫金属を絞り取り、溶融 Μの付着量（めっきィ寸着 4) (coating weight)を制御するガスワイビング装置が設けられてレ、る。

ガスワイビング部での鋼帯走行位置を安定化させるために、通常、シンクロール 6 ±¾" の浴面下に浴内サポートローノレ 5 (submersed support roll 5)が酉己置され、また合金化処理等を行う ^^は必要に応じてガスワイピングノズル 3 に浴上サポートローノレ 4 (support roll outside the bath)力 gSSされる。

ガスワイピングノズル 3は、多様な鋼帯幅に対応すると同時に鋼帯引き上げ時の幅方向のズレなどに対応するため、通常、鋼帯幅より長く、すなわち鋼帯 2の幅端部より外側まで延びている。このようなガスワイビング装置では、鋼帯 2に衝突した噴流の乱れによつて鋼帯下方に落下する翻虫^ isが周睡こ飛ひる、いわゆるスプラッシュ力 ^s発生して、鋼帯の表面品質の低下を招く。

また、赚プロセスにおいて、確量を増加させるには、鋼^ ¾¾¾¾を増加さばよいが、 itSiめっきプロセスにおいてガスワイビング方式でめっき付着量を制御する ^, ^Bi^isの米占'性により、ラインの増加に伴って鋼帯のめっき浴通過直後の初期付着量が増加するため、めっき付着量を一鎌囲内に制御するには、ワイビングガス圧力をより高圧に設定せざるを得ず、それによつてスプラッシュが大幅に増加し、射子な表面品質を維持できなくなる。

上記の問題を角決するため、溶融金属めつき槽からワイピングノズンレにるまでの間で鋼帯に随伴する余剰な金属をある削減してめっき浴通過直後の初期付着量を «しておく :¾¾が以下の通り開示されている。

特許文献 1 ：特開 2 0 0 4— 7 6 0 8 2号^^には、めつき液中サポート口ールとガスワイピングノズノレとの間に、鋼帯の Bに^ で対向する藤絞り部材を設けて余剰めつきを取り除レ、た後に、ガスワイビングでめつき厚を調整する装置で、該溶融金属絞り謝の形状は、矩形あるいは下端ほど鋼^ 面との赚が広くなる導入部を有する形状あるいは円柱体が望ましく、該麵！ ^絞り謝の言耀位置は、めっき液面の上下にまたがる位置が最も望ましレヽとする翻画めつき装置が開示されている。

特許文献 2 ：特開 2 0 0 5— 1 5 8 3 7号公報には、めっき液面から出たところに、鋼帯 βに鋼帯に対して傲斜させたブレード¾き取り装置を設けて^ Jめっきを取り除レ、た後に、ガスワイビングでめっき厚を調整する装置で、該ブレードの鋼帯に最も近接する部分が直径 3 0 mm以下の丸みを有することが赚の漏 ¾金属めつき装置が開示されてレヽる。ところが、特許文献 1に開示された方法では、溶融^ S絞り咅附がめつき浴面より上側あるいはめっき液面の上下にまたがる齡に、ガスワイビングによって最終的に取り除かれる漏^が下方に流れ落ちて、鋼帯と藤！! ί^ϋ絞りとの隙間に液だまりを形成してしまい、その液溜まりの高さからガスワイビングまでの «が短いために結果的に絞り効果が小さいこと、また、溶融^絞り謝に固着して固体化した^ S力鋼帯に付着して表面欠陥力 S発生するなどの問題がある。一方、髓！ l 絞り謝をめつき槽内に配置したでも、翻麵絞り謝の下端ほど鋼帯との腿が広くなる形状にすることによって、流路が徐々に狭くなるため廳虫^ S力 S集中して流れ込んでが局所的に増加し、絞り効果が小さくなる問題がある。

また、特許: ¾m2に開示された方法では、例えブレードを惧斜させて鋼帯先 βに丸みを与えても、特許 ¾miと同様に上端に液だまりができてしまうためにそこからガスワイビングまでの赚が短レ、ために結果的に絞り効果が小さレ、。

従って、特許文献 1〜 2の法では、めっき浴通過直後の初期付着量を ί雄する効果がに発現されないため、ガスワイビング部で藤翻のスプラッシュの発生を繊する効果力 S不十分である。 ■ 発明の開示

本発明は、めっき浴直後の初期付 «を赚し、通常通 iSSgにおいても、また高速通板時においても、スプラッシュの発生を赚し、表面舰に優れる藤めっき鋼帯を安定して製造できる溶融^ JSめつき鋼 »造設備を^することを目的とする。本発明者らは、シンクロールからガスワイビングまでの間に、 ^ Jな Mi金属を取り除くための虫^ g絞り部材を^ gするにあたり、 tfflSのように液溜まり ί立置とガスワイピング位置との»が短ヽことで! ¾果的に^ ¾めつき量を削減できなレヽ問題が発生することから、溶融^ JR絞りはめつき βより下側に設 ei "るの力 ^s最良であるとの ^^に至つた。しかしながら、溶融金属絞りの断耐状が従雄術のままではめつき絞り効果は小さい。そこで、めっき槽から出た鋼帯に付随する溶融金属めつきの量を効果的に肖 IJ減するべく、蘭滅絞り謝周辺の漏の流れを機する水モデ置を用、て、詳細な流黼晰を行つ o その結果、鋼帯に付随して持上げられる漏翻の量に影響しているのは、鋼赚面近傍で鋼観行方向に流れるいわゆる随# ^であり、この流れを減少させるほど効果的であることがわかった。

本発明者らは、以上の知見に基づいて、鋼帯に付随する蘇！]な漏虫を取り除くための溶融金属絞り謝形状などにっレヽて鋭討を重ねた結果、、藤虫^ S絞り謝として、浴内サポート口ールの外周面の浴面側 1 / 4以上を覆う部分と鋼帯に対向する部分とを備える整蔽を着想し、以下の赚を有する発明を誠させ^ o

( 1 ) 漏虫^ Sめっき槽から聽的に引き上げられる鋼帯に対し、翻虫めつき槽上方で销帯を挟んでその雨に対向配置したワイピングノズルからガスを吹き付けて付着金属の厚さを制御する漏虫金属めつき鋼帯の置にぉレ、て、浴内サポート口ールの浴面下の鋼帯の両側に、浴内サポート口ールの外周面の浴面側 1 / 4以上を覆うように形成されたロール被 ¾ ^分 (roll covered portion)と、その上方に配置され鋼帯に対向するように形成された鋼帯対向部分とを備える整腐反 (baffle plate)力 S鋼帯及内サポート口一ルに繊虫に設けられ、該整蔵の鋼帯対向部分はロール被分の鋼樹則¾に接続されていることを難とする髓翻めっき鋼帯の製 it¾tto ( 2 ) 上記整腐反の口ール被覆部分とサポートローノレとの最近接謹が 1 0 0 mm以下であり、上の鋼帯対向部分と鋼帯との: ¾¾接«が 1 0 0 mm以下であることを鐘とする（1 ) に記載の溶めっき鋼帯の製^ ¾

( 3) 上！ 5¾灘の鋼帯対向部分の最上部と^ Sめっき浴面との薩が 1 0 0 mm以内であることを赚とする（1 ) または（2 ) に f5¾の漏虫^ Sめっき鋼帯の製離 ¾

(4) 鋼帯と整腐反との: 接赚を S [mm] 、浴内サポートロールと整腐反との最近接 «を S r [mm] 、整反が覆っている浴内サポートロール外周面の浴面側円弧の長さを L r [mm] 、整腐反の鋼帯対向部分の長さを L [mm] としたときに、 L r * S r S * Lを満足することを赚とする（1 ) 〜（3 ) のいずれかに記載の溶融^ めつさ鋼帯の齓

本努明によれば、めつき浴中に浴内サポートロールの外周面の浴面側 1 /4以上を覆う部分と鋼帯に対向する部分とを備える整腐反を設けることによって鋼帯に付随する録 IJな溶融^ R量を肖 IJ減した後にガスワイビングでめっき厚を調整できるので、スプラッシュの発生量を大幅に赚できる。また、従雄術では通ネを上昇するとスプラッシュの発生量が大幅に増加したが、本発明によれば、通 ¾1 ^を大幅に上昇してもスプラッシュの発生を抑制でき、表面欠陥の無レ、めつき鋼帯を高レヽ生産性を維持して製ることが可能となる。図面の簡単な説明

図 1は、一般的な溶融金属めつき鋼帯製離置を示す図である。

図 2は、本発明の溶融金属めつき鋼帯製置の一 «形態を示す図である。

図 3は、本発明の溶融金属めつき鋼置に設置する整流板の断面形状のー¾形態およ辺の^ li^sの流れを示す図である。

図 4は、本発明に係る整流板の設¾¾を説明する図である。

図 5は、本発明の溶融金属めつき鋼^ ^置に^! ^る整反の断耐狱の別の雞形態を説明する図である。

図 6は、本発明の溶融^ gめつき鋼難離置に設る整藏の断耐さ状の別の難形態を説明する図である。発明をするための最良の形態

以下、図面を参照して本発明の »の形態を説明する。以下の図において、説明済みの図に示された部分の作用と同じ作用の部分には同じ符号を付してその説明を省略する。図

2は、本発明の溶融^ めっき鋼観離置の一魏形態を示す図である。図 2にお、て、 1力 S整藤である。整滅反 1は、各浴内サポートロール 5 の浴面下の鋼帯 2の両側に設けられている。

整淑反 1は、浴内サポートロール 5の外周面を ¾ に覆うように形成された部分（口ール被覆部分）と鋼帯に ^虫で対向するように形成された部分（鋼帯対向部分）を備える。鋼帯対向部分は、ロール被覆部分の上方に配置され、鋼帯対向部分の下 βはロール被覆部分の鋼樹則に接続されている。浴!^サポートロール 5は、鋼帯最近が鋼帯進 ί亍方向と同方向となるように回転 »される。 '

図 3は、図 2の装置に設置される整 1の断面形状の一形態及ひ孩整爾反 1周辺の溶融金属の流れを示す図である。 1 1は浴内サポートロール 5に随伴する流れ、 1 2は鋼帯 2に随伴する流れ、 1 3は流れ 1 1により発生する流れである。

めつき浴面下の浴内サポートローノレ 5上方に整反 1を^ SI"ると、浴内サポートロール 5と整 « 1の間に、浴内サポートローノレ 5に随伴される流れ 1 1力 S発生する。流れ 1 1力 S発生すると、鋼帯 2の進行に伴う随 2力 S発生していても、鋼帯 2と整 « 1の間に鋼帯 2の進行方向と逆方向の強制的な流れ 1 3力 S発生し、随鎌 1 2を大幅に抑制する。これによりめっき浴から引き上げられる鋼帯に付随する^ flJな涵録量を肖 IJ減できる。

浴内サポートロール 5の回転によつて発生する随{« 1 1によつて鋼帯 2と整 1の間に鋼帯 2の進行方向と逆方向の流れ 1 3を + ^に発生させるには、整藤 1の浴内サボ一トロール 5を覆う部分の長さは、浴内サポートローノレ 5の外周面の浴面側 1 ,4以上

( 2 5 %以上）覆う長さにすることが必要である。浴内サポートローノレ 5を覆う部分の長さは、鋼板に撤しなレ、範囲であれば、長いほど効果が向上する。浴内サポートロール 5 の外周面の浴面側 1/4以上（2 5 %以上）、浴内サポートロール 5の外周面の浴面側 1 0 0 %未満で销帯 2にであればょヽ。ここで、整潘反 1が浴内サポートロール 5を覆う長さは、浴内サポート口ール中心線に垂直な断面で整反 1を浴内サポートローノレ 5 の中心に向かって ¾影したときに浴内サポートローノレ 5外周面における整反 1の影弧長 ⁵ある。また、整腐反 1と浴内サポートロール 5の賺は 1 0 0 mm以下が好ましく、 5 0 mm 以下がさらに好ましい。 1 0 0 mmより大きいと随#¾¾ 1 1の流れが弱くなるため、流れ 1 3力 S発生しなくなり、鋼帯に付随する余剰な灘 ί金属量を肖1減する効果が低下する。また、 5 0 mm以下になると、鍵反に随伴する蘇 Uな溶融金属量を肖 IJ減する流れ自体を抑制することができるため、鋼帯に付随する^ ¾1な藤! ^量を肖 I滅する効果がさらに大きくなる。整» 1と浴内サポートローノレ 5との賺は、整« 1力 S浴内サポートローノレ 5に繊虫しないなら小さくしても構わなレ、。整爾反 1と浴内サポートロール 5との «は、 0 nraより大きければよい。

また、整反 1と鋼帯 2との賺は 1 0 0 mm以下が好ましく、 5 0 mm以下がさらに好ましい。 1 0 0 mmより大きくなると、鋼帯 2の進行方向と向の流れ 1 3が鋼帯 2 の進行に伴う随伴流 1 2に影響を及ぼさなくなり、鋼帯に付随する録 IJな溶融 ^量を削減する効果が低下する。また、 5 O mm以下になると、鋼帯に付随する流れ自体を抑制することができるため、鋼帯に付随する録 IJな溶融^ S量を肖 I碱する効果がさらに大きくなる。整爾反 1と鋼帯 2との«は、整反 1力 S鋼帯 2に ¾ しなヽなら小さくしても構わなレヽ。整 1と浴内サポートロール 5との«は、 0 ranより大きければよ!/、。

1は、浴内サポートロール 5との«を一定に保つ必要はなく、また鋼帯 2との «を一定に保つ必要もない。従って、整 « 1の浴内サポートロール 5を覆う部分の形状は円弧状に限定されず、また整腐反1の鋼帯 2に対向する部分は鋼帯と TOでなくてもよい。

整流板 1の上端は、金属めつき浴面より 1 0 O mm以内の ^置になるように設置するの力 S好ましレヽ。浴面からの赚が 1 0 0 mmより大きレ、と、整藤 1の ±^で帯 2の進行にともなう随 ί權 1 2が発達し、鋼帯に付随する^ flJな溶融録量を肖 ij減する効果が低下する。整腐反 1の上端が金属めつき浴面上にあると、ワイビングされた録 Uな^ ΐ^βが整菌 1の上端に付着し、鋼板を傷つける問題がある。

次に、図 4に示すように、浴内ロールを覆う部分は浴内サポートロール 5と同じ中心を持つ円弧とし、鋼帯対向部分は鋼帯面に TOな形状とした整藤 1について、整の絞り†生能を検討した。その結果、鋼帯 2と整 lとの βを S [mm] 、浴內サポート口ール 5と整藤 1との賺を S r [mm] 、整腐反 1力覆つて!/ヽる浴内サポートローノレ 5 の外周面の?谷面佃 J円弧の長さを L r [mm] 、整反 1の鋼帯 2と TOな部分の長さを L [mm] としたときに、めっき浴から引き上げられる鋼帯に随伴するな溶融^ M量を肖 IJ減するためには、下式 (1) を満たしていることがより好ましいことを見出した。 Lr *S r≥L*S-" (1)

なお、サポートロール周速 V rと鋼^ ¾ V は同期しており、鋼帯 2と整廠 1との »Sおよび浴内サポートロール 5と整腐反 1との »S rはいずれも 100mm以下、整滅反 1力 S覆っている浴内サポートロール 5の外周面の浴面側円弧の長さ L rは以上である。

式（1) の左辺が大きければ大きいほど、鋼帯に付随する余剰な溶融 ^量を肖 U減する効果を向上させることが可能である。

整反 1の浴內サポートローノレ 5を覆う部分の形状が図 3のような円弧でなく、例えば図 5 (a) のような水平部分と鉛直部分;^接続された逆し赚状や、図 5 (b) のような水平部分と鉛直部分の間に俱斜部分がする形状であれば、多少圧損力発生して効果は低下するものの、浴内サポートロール 5の鋼樹則力つ浴面側の口ール外周面（図 5

(a) 、 (b) の四分円 AOBの円弧部分。ただし、 AOは鋼帯面と直角、 BOは鋼帯面と ¥ί?である。）と整反1の最近接賺 S r' を代表賺 Srとして式（1) に当てはめることで、およその効果を算定することが可能である。 . また、整藤 1の鋼帯 2に対向する部分は、図 3のように鋼細と TOな形状のものだけでなく、例えば図 6のように鋼帯進行方向で鋼帯面に対して傾斜した形状のものであつても、鋼帯 2と整菌 1の最近接赚 S, を代表賺 Sとし、また整 «1の鋼帯対向部分を鋼帯面にしたときに整« 1の鋼帯対向部分の鋼帯通向の影長さを Lとして、式（1) に当てはめることで、およその効果を算定することが可能である。難例

図 2に示した溶融^ Sめつき鋼帯の ® ^置を、聽溶鬲 »めっきラインに設置し、口、めつき鋼帯の製造実験を行った。整反 1はサポートローノレ 5のフレームに取り付けているため、ライン β中に任意に移動することはできない。

上記溶雨 »口、めつきラインにおいて、鋼帯 2の両側に配置された浴内サポートロール同士の鉛直方向オフセット量は 20 Omm、浴面と浴面に近い側の浴内サポートロール上端との «は 8 Ommであった。周辺 βとの取り合いを考慮して、浴内サポートローノレ 5と整反 1との »S rを 20mm、鋼帯 2と整反 1との隱 Sを、一定の 30m m、又は、整腐反の鋼帯対向部分を、上端 2 0 irmi、下端 3 O mmの { 斜形状とし、溶融 1ET口、画との »が 3 0 mmとなるまで整爾反 1の鋼帯と亍な部分の長さを伸ばした。整反 1の浴内サポートロール 5を覆う部分の开娥は円弧にした。 rnrn ιの鋼帯幅方向長さはガスワイピングノズル相当の 2 0 0 0 mmとした。浴内サポート口一 A^Dは 4 0 0 mmでめる。

溶 ΐ»口、めっき鋼帯製件は、ガスワイピングノズルのスリットギャップ 0 · 8 mm、ガスワイピングノズルー鋼帯 « 7 mm、爾»口、浴からのノズル高さ 4 0 0 mm、溶融 ffifロゝ浴 4 6 0。Cとし、製造する鋼帯のサイズは、 0. 8 mm厚 X I . 2 πιφ畐、めっき付着量は片面 4 5 g /m²とした。その他の ^^(牛およ反 1の浴内サポートロール 5の外周面の浴面側を覆う部分の長さ L r、鋼帯と整«との最近接 «S、整の鋼帯対向部分の長さ L、浴内サポートローノレと整満反との：接 «S rおよひ ¾品品質指標となるスプラッシュ発生量の調果を表 1に示す。スプラッシュ発生量は、各製造牛で通過した鋼 ¾Rさにる猫工程でスプラッシュ欠陥ありと判定された鋼 ¾fiさの比率であり、実用上問題とならなレ、@gのスプラッシュ欠陥を含んでいる。

難例 1おょぴ 2は、整淑反 1の浴内サポートロール 5の外周面の浴面側を覆う部分の長さ L r力 S異なる例であるが、いずれも比較例 1より大幅なスプラッシュ^ ¾果が得られた。雄例 3は、整藤 1の鋼帯対向部分の形状を ±¾ 2 0 mm、下端 3 0 mm i ^ 形状とした例であるが、比較例 1より大幅なスプラッシュ麟カ果が得られた。難例 4 および比較例 2は、通を 4. O m/ sまで高速化した例であるが、比較例 2ではスプラッシュの発生力 S し、能な状況であつたのに対し、雄例 4では、獄の 2. 5 m/ sより良い。¾質レベルでの^!が可能になった。

本発明の装置は、スプラッシュの発生を観威し、表面外観に優れる溶融金属めつき鋼帯の製造設備として利用することができる。本発明の装置は、高速通板時にもスプラッシュの発生を抑制できるので、表面舰に優れる溶融金属めつき鋼帯を高レ、錢性を維持して製造する装置として利用することができる。

Claims

請求の範囲

1. 溶融錄めっき槽から聽的に引き上げられる鋼帯に対し、藤虫^ Sめっき槽で彌帯を挟んでその ®に対向配置したワイピングノズルからガスを吹き付けて付着金属の厚さを制御する藤翻めつき鋼帯の製離置にぉ、て、

浴内サポートロール上方の浴面下の鋼帯の両側に、浴内サポートロールの外周面の浴面側 1 /4以上を覆うように形成されたローノレネ皮覆部分と、その上方に配置され鋼帯に対向するように形成された鋼帯対向部分とを備える整腐反が鋼帯及び浴内サポートロールに,に設けられ、の鋼帯対向部分はロール被覆部分の鋼^！則に接続されている溶½Sめつき鋼帯の

2. 上言應のロール被覆部分と浴内サポートローノレとの最近接謹が 100 mm以下であり、上 ¾fB¾の鋼帯対向部分と鋼帯との最近接«が 10 Omm以下である請求項 1に記載の^ Ϊ虫^ gめっき鋼帯の製離 ¾

3 · 上記整»の鋼帯対向部分の最上部と金属めつき浴面との «が 100 mm以内である請求項 1または 2に記載の溶雨虫金属めつき鋼帯の製造装 go

4. 鋼帯と整爾反との: 接賺を S [mm] 、浴内サポートロールと整»との: 接薩を S r [mm] 、整爾反が覆っている浴内サポートロール外周面の浴面側円弧の長さを Lr [mm] 、整の鋼帯対向部分の長さを L [mm] としたときに、

Lr *S r≥S*Lを満足する請求項 1〜 3のレ、ずれかに記載の溶融^ ¾めつき鋼帯の製驟