WO2009048031A1 - 溶融金属めっき鋼帯製造装置及び溶融金属めっき鋼帯の製造方法 - Google Patents

溶融金属めっき鋼帯製造装置及び溶融金属めっき鋼帯の製造方法 Download PDF

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Gentaro Takeda
Hiroyuki Fukuda
Hideyuki Takahashi
Tadashi Nara
Keisuke Ono
Shinji Goto
Nobutomo Inenaga
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Jfe Steel Corporation
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    • C23C2/18Removing excess of molten coatings from elongated material

Definitions

  • the present invention relates to a molten metal-plated steel strip manufacturing apparatus that can reduce molten metal splash in a melt-plating process and a method for manufacturing a molten metal-plated steel strip using the apparatus.
  • a typical continuous melting apparatus and process will be described with reference to FIG. After the steel strip S was immersed in the molten metal plating bath 8 in the molten metal bath 9 and changed in direction by the sink roll 7, it was attached to the surface of the steel strip after the step of pulling the steel strip S vertically upward. Pressurized from the gas wiping nozzle 3 extending in the steel strip width direction facing the steel strip S so that the molten metal has a predetermined plating thickness uniformly in the plate width direction and the plate longitudinal direction.
  • a gas wiping device is provided to control the amount of molten metal deposited (plating amount) by jetting gas onto the copper strip to squeeze out excess molten metal.
  • a support roll 5 in the bath is usually placed under the bath surface above the sink roll 7, and gas wiping is performed as necessary when alloying is performed.
  • a support roll 4 on the bath is installed above the nozzle 3.
  • the gas wiping nozzle 3 is usually longer than the steel strip width, that is, to the outside of the width end of the steel strip S, in order to cope with various steel strip widths and at the same time, such as misalignment in the width direction when the steel strip is pulled up. It extends.
  • a so-called splash is generated in which molten metal falling below the steel strip is scattered by the disturbance of the jet impinging on the steel strip S, and the surface quality of the steel strip is degraded.
  • the steel plate threading speed can be increased.
  • the plating adhesion amount is controlled by the gas wiping method in the continuous melting staking process, the viscosity of the molten metal As the line speed increases Since the initial deposit immediately after passing through the bath increases, to control the plating deposit within a certain range, the wiping gas pressure must be set to a higher pressure, which greatly increases the splash, It becomes impossible to maintain a good surface quality.
  • the shape of the molten metal drawing member is preferably a rectangle or a shape having an introduction part where the distance from the front and back surfaces of the steel strip increases toward the bottom or a cylindrical body.
  • the installation position of the molten metal squeezing member is most preferably a position that extends above and below the adhesive liquid surface. Further, it is desirable that the molten metal squeezing member surround the steel strip.
  • the present invention makes it possible to reduce the excess molten metal accompanying the steel sheet pulled up from the plating bath over the entire width of the steel strip even when the steel strip width changes, and thereby, a splash in the gas wiping process can be achieved.
  • the objective is to provide a molten metal-plated steel strip manufacturing facility that can stably produce a molten metal-plated steel strip that has an excellent surface appearance.
  • Another object of the present invention is to provide a method for producing a steel strip that can reduce the occurrence of splash in the gas wiping process and can stably produce a molten metal-plated steel strip having an excellent surface appearance. Disclosure of the invention
  • the present invention is as follows: (1) A gas wiping nozzle blows a gas onto the surface of a copper strip that is continuously pulled up from a molten metal plating bath to control the amount of plating on the surface of the molten metal plating steel strip.
  • a manufacturing device having a molten metal drawing member having a length equal to or greater than the width of the copper strip disposed opposite the steel strip on both sides of the steel strip below the liquid level of the molten metal tank, and further extending the copper strip surface.
  • a molten metal-plated steel strip manufacturing apparatus characterized in that a shield is disposed between the molten metal constricting members disposed to face the above steel strip.
  • the length of the shield facing the copper strip in the traveling direction of the steel strip is 50% or more of the length of the molten steel drawing member facing the copper strip in the traveling direction (the steel strip of the molten metal drawing member)
  • the length of the steel strip facing the steel strip of the molten metal drawing member and the distance between the molten metal constricting member and the shield is 3 mm or less.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a molten metal plated steel strip manufacturing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 (a) and FIG. 2 (b) are diagrams for explaining the action of the molten metal restricting member and the shield in the molten metal plating steel strip manufacturing apparatus of the present invention.
  • FIG. 3 is a first diagram illustrating an example of a combination of the cross-sectional shapes of the molten metal drawing member and the shielding member used in the molten metal plated steel strip manufacturing apparatus of the present invention.
  • 4 (a) and 4 (b) are diagrams illustrating a second example of a combination of the cross-sectional shape of the molten metal drawn member and the cross-sectional shape of the shielding member installed in the molten metal-plated steel strip manufacturing apparatus of the present invention.
  • FIG. 3 is a first diagram illustrating an example of a combination of the cross-sectional shapes of the molten metal drawing member and the shielding member used in the molten metal plated steel strip manufacturing apparatus of the present invention.
  • 4 (a) and 4 (b) are diagrams illustrating a second example of a combination of the cross-sectional shape of the molten metal drawn member and the cross-sectional shape of the shielding member installed in the molten metal-plated steel strip manufacturing apparatus of the present invention.
  • FIGS. 5 (a) and 5 (b) show a third example of a combination of the cross-sectional shape of the molten metal drawn member and the cross-sectional shape of the shield installed in the molten metal-plated steel strip manufacturing apparatus of the present invention.
  • FIG. 5 (a) and 5 (b) show a third example of a combination of the cross-sectional shape of the molten metal drawn member and the cross-sectional shape of the shield installed in the molten metal-plated steel strip manufacturing apparatus of the present invention.
  • FIGS. 6 (a) and 6 (b) show a fourth example for explaining a combination of the cross-sectional shape of the molten metal drawn member and the cross-sectional shape of the shield installed in the molten metal-plated steel strip manufacturing apparatus of the present invention.
  • FIG. 6 (a) and 6 (b) show a fourth example for explaining a combination of the cross-sectional shape of the molten metal drawn member and the cross-sectional shape of the shield installed in the molten metal-plated steel strip manufacturing apparatus of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a general molten metal plated copper strip manufacturing apparatus. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the present inventors have completed the invention based on the above findings.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a molten metal plated steel strip manufacturing apparatus according to the present invention.
  • Fig. 1 is a molten metal squeezing member installed in a fitting bath, with a steel strip S sandwiched above the support hole 5 in the bath, and placed on both sides at a predetermined distance from the steel strip surface. Has been.
  • Reference numeral 2 denotes a shield, which is disposed between the molten metal drawing members 1 and 1 disposed opposite to the steel strip S on the copper strip surface extension, close to the end of the steel strip S.
  • “On copper strip surface extension” means on a line parallel to the width direction of the steel strip.
  • the “shielding body” is a member that shields the plating solution, and suppresses the flow of the plating solution from both ends of the copper strip toward the center of the steel strip.
  • FIGS. 2 (a) and 2 (b) are diagrams for explaining the operation of the molten metal squeezing member and the shield of the apparatus of the present invention.
  • FIG. FIG. 2B is a top view showing the flow of the molten metal at the end of the steel strip in the region sandwiched by the metal squeezing member.
  • FIG. 2 (b) is the region sandwiched by the molten metal squeezing member when the molten metal squeezing member and the shield 2 are provided It is a top view which shows the flow of the molten metal in the copper band edge part in.
  • a molten metal flow 1 1 from the end of the steel strip toward the center of the steel strip is generated as shown in Fig. 2 (a).
  • the drawing effect of the molten metal drawing member 1 is weakened or disappears at both ends of the steel strip.
  • the shield 2 when the shield 2 is disposed between the molten metal drawing members 1 and 1 disposed opposite the copper strip on the copper strip surface extension, the center of the steel strip from the end of the copper strip Since the flow of the molten metal toward the part can be cut off, the excessive molten metal squeezing effect by the molten metal squeezing member 1 can be expressed uniformly over the entire width of the steel strip.
  • the amount of splash generated can be adjusted with the gas wiping nozzle after the amount of excess molten metal attached to the steel strip has been reduced over the entire width of the steel strip by the molten metal drawing member and shield. Can be greatly reduced.
  • the molten metal squeezing effect can be exhibited even if the plate passing speed is significantly increased, the amount of splashing can be greatly reduced, so that a molten metal-plated steel strip having no surface defects can be produced with high productivity. It is possible to manufacture while maintaining the above. It is desirable that the steel strip side end surface of the shield 2 be orthogonal to the steel strip surface as shown in Fig. 2 (b).
  • the distance between the end of the steel strip and the end surface of the shield 2 on the steel strip side should be 5 mm or less. The smaller the distance, the better. Furthermore, the most suitable condition is that the end of the copper strip and the end of the shield 2 are in contact with each other in a state where no pressing force is applied to the steel strip.
  • the gap between the molten metal squeezing member 1 and the shield 2 is preferably 3 mm or less, and the smaller the gap, the better.
  • the length of the shield 2 facing the steel strip in the traveling direction of the copper plate (vertical length) is at least the molten metal.
  • the length of the drawing member 1 is preferably 50% or more of the length of the steel plate in the traveling direction, and most preferably the same length as that of the molten metal drawing member 1.
  • the gap in the steel strip traveling direction between the molten metal throttle member 1 and the shield 2 is kept constant as possible.
  • the cross-sectional shape of the molten metal squeezing member 1 is circular as shown in FIG. 3, the surface of the shield 2 facing the molten metal squeezing member 1 is slightly larger than the radius of curvature of the arc of the molten metal squeezing member 1. It is preferable to use a concave arc surface having a radius of curvature.
  • the cross-sectional shape of the molten metal squeezing member is not limited to that shown in FIG. Various shapes can be employed as described below. For example, as shown in Fig. 4 (a), the cross-sectional shape is a triangle, and the surface facing the steel strip S and the top surface facing the bath surface are parallel to the steel strip S and the bath surface, respectively. The drawing performance of member 1 can be further improved. If the cross-sectional shape of the molten metal restricting member 1 is such a shape, even if a flow accompanying the progress of the steel strip S (associated flow) 1 1 is generated, the fluid is easy to flow in the direction of low resistance.
  • the flow 1 3 branches at the lower end of the molten metal restricting member 1 and functions to prevent the growth of the accompanying flow 1 1. Furthermore, since the flow 1 3 is directed away from the steel strip S, the flow 1 3 is opposed to the flow 1 2 toward the copper strip S above the molten metal drawing member 1, and the effect of reducing the velocity of the flow 1 2 is also achieved. Have. Since the molten metal squeezing member 1 performs the flow control as described above, it is possible to significantly suppress the accompanying flow in the vicinity of the copper strip S lifted from the plating bath, and to prevent the excess molten metal from attaching to the steel strip s. The amount can be reduced.
  • the cross-sectional shape of the shield 2 may be a rectangle as shown in FIG. 4 (b).
  • the cross-sectional shape of the molten metal drawing member 1 in Fig. 5 (a) is that the upper cross-sectional curve and the lower cross-sectional curve are both convex arcs on the steel strip lifting part side of the molten metal plating bath, and the upper surface
  • the radius of curvature of the arc is smaller than the radius of curvature of the arc on the lower surface.
  • the thickness of the molten metal squeezing member 1 decreases toward the end on the anti-steel strip side and the end on the anti-bath surface.
  • the shape of the molten metal squeezing member 1 is the shape most prominently showing the effect of branching the accompanying flow 11 into the flow 13 and the effect of forming a counterflow to the flow 12.
  • the surface of the shield 2 facing the molten metal squeezing member 1 is slightly larger than the radius of curvature of the arc of the surface of the molten metal squeezing member 1 facing the shield 2 as shown in Fig. 5 (b). It is preferable to form a concave arc surface having a large radius of curvature so that the distance between the molten metal squeezing member 1 and the shield 2 is kept as constant as possible.
  • the molten metal drawing members 1a and 1b shown in Fig. 6 (a) are composed of a roll coating part formed so as to cover the outer peripheral surface of the support roll 5 in the bath and a steel strip disposed above it. A steel strip facing portion formed to face each other.
  • the support rolls 5 in the bath are arranged on both sides of the steel strip so as to be in contact with the copper strip and in different vertical positions. For this reason, the lengths of the steel strip facing portions of the molten metal drawn members 1 a and 1 b arranged on both sides of the steel strip S are different.
  • the steel metal facing parts of the molten metal squeezing members l a and l b may be parallel to the steel strip surface or may be inclined.
  • a flow 14 accompanying the support roll 5 in the bath is generated between the support roll 5 in the bath and the molten metal squeezing members 1a and lb.
  • flow 1 4 is generated, even if an accompanying flow 15 accompanying the progress of steel strip S is generated, the direction of travel of steel strip S is reversed between steel strip S and molten metal throttle members 1 a and 1 b.
  • Directional forced flow 1 6 is generated, and the accompanying flow 1 5 is greatly suppressed. As a result, the amount of excess molten metal accompanying the steel strip S pulled up from the plating bath can be reduced.
  • the molten metal squeezing member may be provided with only the portion of the molten metal squeezing member 1a, lb shown in FIG. 6 (a) facing the copper band.
  • the length of the molten metal constricting members 1a and 1b arranged on both sides of the steel strip facing the copper strip may be the same.
  • the cross-sectional shape of the shield 2 may be a rectangle as shown in FIG. 6 (b).
  • the length of the shield facing surface of the steel strip in the traveling direction of the steel strip is 50% or more of the length of the steel strip facing surface of the molten metal drawing member (the steel strip facing surface of the molten metal drawing member). If the length of the steel strip is different on both sides of the steel strip, the length of the steel strip facing surface of the molten metal drawing member with the smaller length of the steel strip is smaller than the length of the copper strip facing surface.
  • the length of the molten metal drawing member is the same as the length of the copper strip facing direction of the steel strip (the length of the molten metal drawing member of the copper strip facing surface is the length of the copper strip running direction). When different on both sides of the belt, it is more preferable that the length of the copper strip facing surface of the smaller steel strip is the same length).
  • the size and shape of the molten metal squeezing member must be determined appropriately in consideration of the equipment to be applied and the sheet feeding speed of the steel strip.
  • the height of the shield 2 in the traveling direction of the copper band should be the same as that of the molten metal squeezing member 1, and the vertical positions of the upper and lower ends of the molten metal squeezing member 1 and shield 2 should be set during installation. Are preferably matched.
  • the shield 2 is installed on the side closer to the bath surface, that is, the top of the shield 2 is the molten metal drawing member 1. It is desirable to have the same position as the upper end.
  • the length of the shield 2 in the copper band width direction is preferably 100 mm or more.
  • the upper limit is not limited, but if this length is increased, the facility becomes excessive, so it is preferably about 50 Om m or less.
  • the molten metal plating steel strip production equipment shown in Fig. 1 was installed in the continuous molten zinc plating line, and the production experiment of the molten zinc plating steel strip was conducted.
  • the vertical offset between the support rolls in the bath arranged on both sides of the steel strip S is 20 O mm, and the distance between the bath surface and the top end of the support roll in the bath near the bath surface is 8 O mm. .
  • the diameter of the support roll in the bath is ⁇ 400 mm.
  • the length of the molten metal drawing member 1 in the width direction of the steel strip is 2 OO Om m, which is equivalent to a gas wiping nozzle, the distance between the upper end of the molten metal drawing member and the bath surface is 5 mm, and the distance from the steel strip is 3 mm.
  • the copper strip was fixedly disposed on both sides of the copper strip so as to face the steel strip surface.
  • the shield 2 was 20 Omm in the width direction of the steel strip, and was directly connected to the point where the frame was extended from the position control device by the servo motor provided on the machine side, so that it could move according to the width of the steel strip.
  • the production conditions for the hot-dip galvanized steel strip are as follows: the slit gap of the gas wiping nozzle is 0.8 mm, the distance between the gas wiping nozzle and the copper strip is 7 mm, the nozzle height from the molten zinc bath is 40 Omm, the molten zinc bath temperature The size of the copper strip to be manufactured was set to 0.8 mm thickness, XI.2 m width, and the coating weight was 45 gZm 2 on one side. The distance between shield 2 and the end of the steel strip was controlled to approximately 3 mm.
  • Table 1 shows the results of a survey on the amount of splash that is used as a quality indicator for other manufacturing conditions. Specific dimensions and shapes of the molten metal squeezing member 'and the shield used in each comparative example and each example will be described below.
  • the amount of splash generated is the ratio of the steel strip length that was determined to have a splash defect in the inspection process to the steel strip length that passed under each manufacturing condition, and includes minor splash defects that do not cause any practical problems.
  • Comparative Example 1 (conventional example) is a case where there is no molten metal drawing member or shield. Splash incidence is 1.40. /. Met.
  • Comparative Example 2 uses only a molten metal drawn member having a square cross section with a steel strip traveling direction length and a horizontal length of 5 Omm each.
  • Example 1 is further compared to Comparative Example 2 with a steel strip.
  • a shield plate with a rectangular cross section with a length of 50 mm in the traveling direction and a length of 4 mm in the horizontal direction was additionally installed (the distance between the molten metal drawing member and the shield plate is 1 mm).
  • the incidence of splash decreased by approximately 25% compared to Comparative Example 1.
  • the splash rate was almost halved compared to Comparative Example 1, and the splash rate was reduced by approximately 31% compared to Comparative Example 2.
  • Comparative Example 3 only the molten metal drawn members having a steel strip traveling direction length and a horizontal length both of 5 Omm and a triangular cross-sectional shape were arranged as shown in FIG. 4 (a).
  • Example 2 compared to Comparative Example 3-, a shield with a rectangular cross section having the same dimensions as in Example 1 was additionally installed as shown in Fig. 4 (b). The distance is 1 mm).
  • Comparative Example 3 the incidence of splash was reduced by about 70% compared to Comparative Example 1.
  • the splash occurrence rate was reduced by 80% with respect to Comparative Example 1, and the splash occurrence rate was reduced by approximately 32% with respect to Comparative Example 3.
  • Example 3 compared to Comparative Example 4, the cross-sectional shape shown in FIG. 5 (b), that is, the length of the steel plate traveling direction is 5 Omm, and the surface of the shield facing the molten metal squeezing member is A shield made up of a circular arc surface with a radius of curvature slightly larger than the radius of curvature of the arc of the surface of the throttle member facing the shield, and created so that the distance from the molten metal throttle member is 1 mm. Additional bodies were installed as shown in Figure 5 (b).
  • Comparative Example 4 In Comparative Example 4, the incidence of splash was reduced by approximately 84% compared to Comparative Example 1. In Example 3, the splash occurrence rate was reduced by approximately 90% compared to Comparative Example 1, and the splash occurrence rate was reduced by approximately 30% compared to Comparative Example 4.
  • Comparative Example 5 is an arc-shaped roll covering the bath surface side of the outer peripheral surface of the in-bath support roll 5 formed such that the distance between the support roll 5 in the bath 5 and the molten metal squeezing member 1 a, 1 b is 3 O mm.
  • a shield with a length of 10 O mm and a horizontal length of 36 mm was added to Comparative Example 5 as shown in Fig. 6 (b). did.
  • the distance between the shield and the molten metal throttle member is 2 mm.
  • the ratio of the steel strip traveling direction length of the shield to the steel strip traveling length of the steel strip facing portion of the molten metal constricting member 1b is approximately 90%.
  • the incidence of splash was reduced by approximately 85% compared to Comparative Example 1.
  • the splash occurrence rate was reduced by approximately 94% compared to Comparative Example 1, and the splash occurrence rate was reduced by approximately 33% compared to Comparative Example 5.
  • the excess molten metal amount accompanying the steel strip is reduced over the full width of the steel strip by the molten metal drawing member and the shield provided below the plating bath surface. Since the plating thickness can be adjusted with the gas wiping nozzle after the reduction, the amount of splash can be greatly reduced. In addition, since the amount of splashing can be greatly reduced even if the plate feeding speed is significantly increased, it is possible to manufacture a hot-dip plated steel strip without surface defects while maintaining high productivity. Industrial applicability.
  • the apparatus of the present invention can be used as a manufacturing apparatus for a molten metal cast steel strip that reduces the occurrence of splash and has an excellent surface appearance. Since the apparatus of the present invention can suppress the occurrence of splash even during high-speed sheet feeding, it can be used as an apparatus for manufacturing a molten metal-plated steel strip excellent in surface appearance while maintaining high productivity. Moreover, the steel strip manufacturing method of the present invention can be used as a method for manufacturing a molten metal-plated steel strip that reduces the occurrence of splash and has an excellent surface appearance.

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Abstract

本溶融金属めっき鋼帯製造装置は、溶融金属めっき浴8から連続的に引き上げられる鋼帯Sの表面に、ガスワイピングノズル3から気体を吹き付け、鋼帯表面のめっき付着量の制御を行う装置であって、溶融金属槽9の液面下の鋼帯Sの両側に、鋼帯Sと対向して配置した鋼帯巾以上の長さの溶融金属絞り部材1、1を有し、さらに鋼帯面延長上の前記鋼帯Sと対向して配置した溶融金属絞り部材1、1間に遮蔽体2を配設してなる。この装置によって、鋼帯幅が変わってもめっき浴から引き上げられる鋼板に随伴する余剰な溶融金属を鋼帯全幅にわたって削減することで、ガスワイピング工程でスプラッシュが発生するのを低減する。

Description

明 細 書 溶融金属めつき鋼帯製造装置及び溶融金属めつき鋼帯の製造方法 技術分野
本発明は、 溶融めつきプロセスにおいて、 溶融金属スプラッシュを軽減できる溶 融金属めつき鋼帯製造装置及びその装置を用いた溶融金属めつき鋼帯の製造方法に 関するものである。 背景技術
一般的な連続溶融めつきの装置とプロセスを、 図 7を用いて説明する。 鋼帯 Sを、 溶融金属浴槽 9内の溶融金属めつき浴 8に浸漬させ、 シンクロール 7で方向転換し た後、 該鋼帯 Sを鉛直上方に引き上げる工程の後に、 鋼帯表面に付着した溶融金属 が板幅方向および板長手方向に均一に所定のめっき厚になるように、 この鋼帯 S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ビングノズル 3から加圧気体 を銅帯上に噴出させて、 余剰な溶融金属を絞り取り、 溶融金属の付着量 (めっき付 着量) を制御するガスワイビング装置が設けられている。
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 7上方の浴面下に浴中サポートロール 5が配置され、 また合金化処理等を行う場合 は必要に応じてガスワイピングノズル 3上方に浴上サポートロール 4が設置される。 ガスワイビングノズル 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 S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 Sに衝突し た噴流の乱れによって鋼帯下方に落下する溶融金属が周囲に飛び散る、 いわゆるス プラッシュが発生して、 鋼帯の表面品質の低下を招く。
また、 連続プロセスにおいて、 生産量を増加させるには、 鋼帯通板速度を増加さ せればよいが、 連続溶融めつきプロセスにおいてガスワイビング方式でめっき付着 量を制御する場合、 溶融金属の粘性により、 ライン速度の増加に伴って銅帯のめつ き浴通過直後の初期付着量が増加するため、 めっき付着量を一定範囲内に制御する 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、 良好な表面品質を維持できなくなる。
上記の問題を解決するため、 ワイピングノズルに到達する前に鋼板に随伴する余 剰な溶融金属をある程度削減してめっき浴通過直後の初期付着量を低減しておく方 法が開示されている。
特開 2 0 0 4— 7 6 0 8 2号公報では、 めっき液中サポートロール 5とワイピン グノズル 3 との間に、 鋼帯の両面に非接触で対向する溶融金属絞り部材を設けて余 剰め きを取り除いた後に、 ガスワイビングでめっき厚を調整する装置で、 該溶融 金属絞り部材の形状は、 矩形あるいは下端ほど鋼帯表裏面との距離が広くなる導入 部を有する形状あるいは円柱体が望ましく、 該溶融金属絞り部材の設置位置は、 め つき液面の上下にまたがる位置が最も望ましいとしている。 また、 該溶融金属絞り 部材は鋼帯を囲むようにすることが望ましいとしている。
ところが、 この方法では、 溶融金属絞り部材で鋼帯幅方向中央部での余剰な溶融 金属を絞ることができても、 銅帯幅方向両端部では、 その外側から鋼帯幅方向中央 部に向かって溶融金属が流入するため、 鋼帯幅方向両端部では、 溶融金属の絞り効 果が低下する。 そのため、 幅方向中央部と両端部とでは、 余剰な溶融金属量の差が、 前記溶融金属絞り部材を設置しない場合よりも多くなり、 その後のガスワイビング 工程において、 スプラッシュを低減する効果が低下することがわかった。 また、 こ の方法に開示されているような鋼帯を囲むようにした形状では、 製造する鋼帯の幅 変更に対応できないため、 溶融金属の絞り効果を発現できる板幅サイズが限定され る。
本発明は、 上記問題点を考慮し、 鋼帯幅が変わってもめっき浴から引き上げられ る鋼板に随伴する余剰な溶融金属を鋼帯全幅にわたって削減できるようにすること で、 ガスワイビング工程でのスプラッシュの発生を低減し、 表面外観に優れる溶融 金属めつき鋼帯を安定して製造できる溶融金属めつき鋼帯製造設備を提供すること を課題とする。 また、 本発明は、 ガスワイビング工程でのスプラッシュの発生を低減でき、 表面 外観に優れる溶融金属めつき鋼帯を安定して製造できる鋼帯の製造方法を提供する ことを課題とする。 発明の開示
本発明は、 ( 1 ) 溶融金属めつき浴から連続的に引き上げられる銅帯の表面に、 ガスワイビングノズルから気体を吹き付け、 銅帯表面のめっき付着量の制御を行う 溶融金属めつき鋼帯製造装置であって、 溶融金属槽の液面下の鋼帯の両側に、 鋼帯 と対向して配置した銅帯巾以上の長さの溶融金属絞り部材を有し、 さらに銅帯面延 長上の前記鋼帯と対向して配置した溶融金属絞り部材間に遮蔽体を配設したことを 特徴とする溶融金属めつき鋼帯製造装置である。
また、 (2 ) 遮蔽体の銅帯対向面の鋼帯進行方向長さは、 溶融金属絞り部材の銅 帯対向面の鋼帯進行方向長さの 5 0 %以上 (溶融金属絞り部材の鋼帯対向面の鋼帯 進行方向長さが鋼帯の両側で異なるときは、 溶融金属絞り部材の鋼帯対向面の鋼帯 進行方向長さが小さい方の銅帯対向面の銅帯進行方向長さの 5 0 %以上) でかつ溶 融金属絞り部材と遮蔽体の距離は 3 m m以下であることを特徴とする ( 1 ) に記載 の溶融金属めつき鋼帯製造装置である。
さらに、 (3 ) ( 1 ) または (2 ) に記載の溶融金属めつき鋼帯の製造装置を 用いて鋼帯に溶融金属めつきを行うことを特徴とする溶融金属めつき鋼帯の製造方 法の発明でもある。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の溶融金属めつき鋼帯製造装置の一実施形態を示す断面図である。 図 2 (a) および図 2 (b) は、 本発明の溶融金属めつき鋼帯製造装置の溶融金 属絞り部材および遮蔽体の作用を説明する図である。
図 3は、 本発明の溶融金属めつき鋼帯製造装置に使用する溶融金属絞り部材と遮 蔽体の断面形状の組み合せ例を説明する第 1の図である。 図 4 (a) および図 4 (b) は、 本発明の溶融金属めつき鋼帯製造装置に設置す る溶融金属絞り部材の断面形状および遮蔽体の断面形状の組み合せ例を説明する第 2の図である。
図 5 (a) および図 5 (b) は、 本発明の溶融金属めつき鋼帯製造装置に設置す る溶融金属絞り部材の断面形状および遮蔽体の断面形状の組み合せ例を説明する第 3の図である。
図 6 (a) および図 6 (b) は、 本発明の溶融金属めつき鋼帯製造装置に設置す る溶融金属絞り部材の断面形状および遮蔽体の断面形状の組み合せ例を説明する第 4の図である。
図 7は、 一般的な溶融金属めつき銅帯製造装置を示す断面図である。 発明を実施するための最良の形態
シンクロールからガスワイビングノズルまでの間に、 余剰な溶融金属を取り除く ための溶融金属絞り部材を設置すると、 ガスワイビングによって取り除かれた溶融 金属が下方に流れ落ちて、 鋼帯と溶融金属絞り部材との隙間に液溜まりを形成する。 この液溜まりからガスワイビング部までの距離が短いと余剰な溶融金属量を削減で きないことから、 本発明者らは、 溶融金属絞り部材はめつき液面より下方に設置す るのが最良であるとの結論に至った。
しかしながら、 単に溶融金属絞り部材を設置しても、 鋼^両端部での溶融金属絞 り効果は小さい。 そこで、 めっき浴から出た鋼帯に付随する溶融金属量を効果的に 削減するべく、 溶融金属絞り部材周辺の溶融金属の流れを模擬する水モデル装置を 用いて、 詳細な流動解析を行った。 その結果、 鋼帯に付随してめっき浴から持上げ られる溶融金属の量を削減するには、 銅帯両端部から鋼帯中央部に向かう流れを抑 制することが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発明を完成させた。
以下、 図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 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 1は、 本発明の溶融金属めつき鋼帯製造装置の一実施形態を示す断面図である。 図 1において、 1はめつき浴内に設置された溶融金属絞り部材で、 浴中サポート口 ール 5より上方に鋼帯 Sを挟んでその両側に鋼帯表面から所定の距離離れた位置に 設置されている。 2は遮蔽体で、 銅帯面延長上の鋼帯 Sと対向して配置した溶融金 属絞り部材 1、 1間に、 鋼帯 S端部に近接して配設されている。 「銅帯面延長上」 とは、 鋼帯の幅方向と平行な線上の意味である。 また。 「遮蔽体」 とは、 めっき液 を遮蔽する部材であり、 銅帯両端部から鋼帯中央部に向かうめっき液の流れを抑制 する。
図 2 (a) および図 2 (b) は、 本発明の装置の溶融金属絞り部材および遮蔽体 の作用を説明する図で、 図 2 ( a ) は溶融金属絞り部材だけを備える場合の溶融金 属絞り部材に挟まれた領域における鋼帯端部における溶融金属の流れを示す上面図、 図 2 ( b ) は溶融金属絞り部材および遮蔽体 2を備える場合の溶融金属絞り部材に 挟まれた領域における銅帯端部における溶融金属の流れを示す上面図である。 溶融 金属絞り部材 1がいかなる形状であっても、 溶融金属絞り部材 1のみを配置すると、 図 2 ( a ) のように鋼帯端部から鋼帯中央部に向かう溶融金属の流れ 1 1が発生す る。 溶融金属絞り部材 1によるめつき絞り効果が大きいほど、 それを補うようにこ の溶融金属の流れ 1 1は大きくなる傾向にある。 したがって、 溶融金属絞り部材 1 の絞り効果は鋼帯両端部では弱まるかあるいは消滅してしまう。 図 2 ( b ) のよう に、 遮蔽体 2を、 銅帯面延長上の前記銅帯と対向して配置した溶融金属絞り部材 1、 1間に配設すると、 銅帯端部から鋼帯中央部に向かう溶融金属の流れを遮断できる ため、 溶融金属絞り部材 1による余剰な溶融金属絞り効果を鋼帯全幅に亘つて均一 に発現できるようになる。
鋼帯幅が変わっても、 溶融金属絞り部材および遮蔽体によって鋼帯に付随する余 剰な溶融金属量を鋼帯全幅にわたって削減した後にガスワイピングノズルでめっき 厚を調整できるので、 スプラッシュの発生量を大幅に低減できる。 本発明によれば、 通板速度を大幅に上昇させても溶融金属絞り効果を発現できるので、 スプラッシュ の発生量を大幅に低減できるので、 表面欠陥の無い溶融金属めつき鋼帯を高い生産 性を維持して製造することが可能となる。 遮蔽体 2の鋼帯側端面は、 図 2 ( b ) のように鋼帯面と直交することが望ましい。 鋼帯端部と遮蔽体 2の鋼帯側端面との距離は 5 m m以下にするのがよく、 この距離 は小さいほど望ましい。 さらには、 鋼帯への押し付け力が働いていない状態で、 銅 帯端部と遮蔽体 2の鋼帯側端面が接触しているのが最も好適な条件である。
溶融金属絞り部材 1と遮蔽体 2との隙間は、 3 m m以下が望ましく、 この隙間は 小さいほどよい。
溶融金属絞り部材 1、 1間での溶融金属の鋼帯中央に向かう流れを防ぐ観点から、 遮蔽体 2の鋼帯対向面の銅板進行方向長さ (鉛直方向長さ) は、 少なくとも溶融金 属絞り部材 1の鋼板進行方向長さの 5 0 %以上あることが好ましく、 溶融金属絞り 部材 1と同等の長さであることが最も好ましい。
溶融金属絞り部材 1の鋼帯対向面と鋼帯との距離が鋼帯進行方向に変化する場合、 溶融金属絞り部材 1と遮蔽体 2の鋼帯進行方向の隙間はできるだけ一定に保つこと が好ましい。 例えば、 溶融金属絞り部材 1の断面形状が図 3に示すように円形の場 合、 遮蔽体 2の溶融金属絞り部材 1に対向する面は、 溶融金属絞り部材 1の円弧の 曲率半径より若干大きい曲率半径を有するようにした凹状円弧面で構成するのが好 ましい。
溶融金属絞り部材の断面形状は、 図 3の形状のものに限定されない。 以下に説明 するように種々の形状を採用できる。 例えば図 4 ( a ) に示すように、 断面形状が 三角形で、 鋼帯 Sと相対する面及び浴面と相対する上面は、 各々鋼帯 S及び浴面に 平行なるようにすると、 溶融金属絞り部材 1の絞り性能をより向上させることがで きる。 溶融金属絞り部材 1の断面形状をこのような形状にすると、 鋼帯 Sの進行に 随伴する流れ (随伴流) 1 1が発生していても、 流体は抵抗の小さい方向に流れや すいため、 溶融金属絞り部材 1の下端部で流れ 1 3が分岐し、 随伴流 1 1の成長を 妨げる働きをする。 さらに、 流れ 1 3は鋼帯 Sから遠ざかる方向を向いているだめ、 溶融金属絞り部材 1の上方で銅帯 Sに向かう流れ 1 2と対向することになり、 流れ 1 2の速度を弱める効果も有する。 溶融金属絞り部材 1は以上のような流動制御を するので、 めっき浴から持ち上げられる銅帯 S近傍の随伴流を大幅に抑制すること が可能となり、 鋼帯 sに付随する余剰な溶融金属めつきの量を削減できる。 その結 果、 ワイビングガス圧力の低下が可能となり、 溶融金属スプラッシュの発生量を低 減し、 良好な表面品質のめっき銅帯を製造できる。 この場合、 遮蔽体 2の断面形状 は、 図 4 ( b ) に示すように、 長方形となるようにすればよい。
図 5 ( a ) の溶融金属絞り部材 1の断面形状は、 上面の断面曲線及び下面の断面 曲線はいずれも溶融金属めつき浴の鋼帯引き上げ部側に凸の円弧状であり、 かつ上 面の円弧の曲率半径が下面の円弧の曲率半径よりも小さくなるように形成されてい る。 また、 溶融金属絞り部材 1の厚さは、 反鋼帯側端部及び反浴面側端部に向かつ て減少している。 この溶融金属絞り部材 1の形状は、 随伴流 1 1を流れ 1 3に分岐 させる効果および流れ 1 2への対向流を形成させる効果を最も顕著に示す形状であ る。
この場合、 遮蔽体 2の溶融金属絞り部材 1に対向する面は、 図' 5 ( b ) に示すよ うに、 溶融金属絞り部材 1の遮蔽体 2に対向する面の円弧の曲率半径より若干大き い曲率半径を有するようにした凹状円弧面で構成し、 溶融金属絞り部材 1と遮蔽体 2の距離をできるだけ一定に保つようにするのが好ましい。
図 6 ( a ) に示す溶融金属絞り部材 1 a、 1 bは、 浴中サポートロール 5の外周 面の浴面側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。 浴中サポートロール 5は鋼帯 の両側に銅帯に接するようにして、 その鉛直方向位置が互いに異なるようにして配 置されている。 そのため、 鋼帯 Sの両側に配置された溶融金属絞り部材 1 aと 1 b の鋼帯対向部分の鋼帯進行方向長さは異なる。 溶融金属絞り部材 l a、 l bの鋼帯 対向部分は鋼帯面に対して平行であってもよいし、 傾斜していてもよい。
この溶融金属絞り部材 1 a、 1 bでは、 浴中サポートロール 5と溶融金属絞り部 材 1 a、 l bの間に、 浴中サポートロール 5に随伴される流れ 1 4が発生する。 流 れ 1 4が発生すると、 鋼帯 Sの進行に伴う随伴流 1 5が発生していても、 鋼帯 Sと 溶融金属絞り部材 1 a、 1 bの間に鋼帯 Sの進行方向と逆方向の強制的な流れ 1 6 が発生し、 随伴流 1 5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 Sに付随する余剰な溶融金属量を削減できる。 溶融金属絞り部材は、 図 6 ( a ) に示した溶融金属絞り部材 1 a、 l bの銅帯対 向部分だけを備えるものとすることもできる。 この場合、 鋼帯両側に配置される溶 融金属絞り部材 1 a と 1 bの銅帯対向部分の鋼帯進行方向の長さは、 同じでもよレ、。 溶融金属絞り部材が図 6 ( a ) および上記の場合、 遮蔽体 2の断面形状は、 図 6 ( b ) に示すように長方形となるようにすればよい。 この場合、 遮蔽体の鋼帯対向 面の鋼帯進行方向長さは、 溶融金属絞り部材の鋼帯対向面の鋼帯進行方向長さの 5 0 %以上 (溶融金属絞り部材の鋼帯対向面の鋼帯進行方向長さが鋼帯の両側で異な るときは、 溶融金属絞り部材の鋼帯対向面の鋼帯進行方向長さが小さい方の銅帯対 向面の鋼帯進行方向長さの 5 0 %以上) であることが好ましく、 溶融金属絞り部材 の銅帯対向面の鋼帯進行方向長さと同じ長さ (溶融金属絞り部材の鋼帯対向面の銅 帯進行方向長さが鋼帯の両側で異なるときは、 小さい方の鋼帯対向面の銅帯進行方 向長さど同じ長さ) であることがより好ましい。
溶融金属絞り部材の寸法、 ¾状は、 適用する設備と鋼帯の通板速度等を考慮して、 適宜のものに決定する必要がある。
遮蔽体 2の銅帯進行方向高さは、 溶融金属めつき絞り部材 1 と同等にするのがよ く、 設置の際は、 溶融金属絞り部材 1 と遮蔽体 2の上端及び下端の鉛直方向位置を 一致させることが好ましい。 遮蔽体 2の鋼板進行方向長さが、 溶融金属絞り部材 1 の鋼板進行方向長さよりも短い場合、 遮蔽体 2は浴面に近い側に設置、 すなわち遮 蔽体 2上端が溶融金属絞り部材 1上端とほぼ同じ位置とすることが望ましい。 遮蔽 体 2の銅帯幅方向の長さは、 1 0 0 m m以上が好ましい。 上限は限定されないが、 この長さが大きくなると設備が過大になるので、 5 0 O m m程度以下が好ましい。 実施例
連続溶融亜鉛めつきラインに図 1に示した溶融金属めつき鋼帯製造装置を設置し、 溶融亜鉛めつき鋼帯の製造実験を行った。 鋼帯 Sの両側に配置された浴中サポート ロール同士の鉛直方向オフセッ ト量は 2 0 O m m , 浴面と浴面に近い側の浴中サポ 一トロール上端との距離は 8 O m mである。 浴中サポートロール径は ψ 4 0 0 m m である。 溶融金属絞り部材 1の鋼帯幅方向長さはガスワイビングノズル相当の 2 O O Om mとし、 溶融金属絞り部材の上端と浴面との距離は 5mm、 鋼帯との距離は 3mm
(比較例 5および実施例 4を除く) で銅帯両側に鋼帯面に対向して固定配置した。 遮蔽体 2は、 鋼帯幅方向長さを 20 Ommとし、 機側に設けたサーボモータよる位 置制御装置からフレームを伸ばした先に直結し、 鋼帯幅に応じて移動可能とした。 溶融亜鉛めつき鋼帯製造条件は、 ガスワイビングノズルのスリ ッ トギャップ 0. 8 mm, ガスワイビングノズル一銅帯距離 7 mm、 溶融亜鉛浴からのノズル高さ 4 0 Omm、 溶融亜鉛浴温度 4 6 0°Cとし、 製造する銅帯のサイズは、 0. 8 mm厚 X I . 2m幅、 めっき付着量は片面 45 gZm2とした。 遮蔽体 2と鋼帯端部の距 離は概ね 3 mmに制御した。
その他の製造条件おょぴ製品品質指標となるスプラッシュ発生量の調査結果を表 1に示す。 各比較例、 各実施例で使用した溶融金属絞り部材'および遮蔽体の具体的 な寸法形状は以下で説明する。 スプラッシュ発生量は、 各製造条件で通過した鋼帯 長さに対する検査工程でスプラッシュ欠陥あり と判定された鋼帯長さの比率であり、 実用上問題とならない軽度のスプラッシュ欠陥を含んでいる。
表 1
Figure imgf000012_0001
比較例 1 (従来例) は、 溶融金属絞り部材も遮蔽体もない場合である。 スプラッ シュ発生率は 1. 40。/。であった。
比較例 2は、 鋼帯進行方向長さおよび水平方向長さがそれぞれ 5 Ommの正方形 断面をもつ溶融金属絞り部材のみを使用し、 実施例 1は、 比較例 2に対して、 さら に鋼帯進行方向長さを 50 mm、 水平方向長さ 4 mmの長方形断面の遮蔽板を追加 設置した (溶融金属絞り部材と遮蔽板の距離は 1 mmである) 。 比較例 2は、 比較 例 1に対して、 スプラッシュ発生率はおよそ 2 5%低下した。 実施例 1は、 比較例 1に対して、 スプラッシュ発生率がほぼ半減し、 比較例 2に対して、 スプラッシュ 発生率がおよそ 3 1 %低減した。
比較例 3は、 鋼帯進行方向長さおよび水平方向長さがいずれも 5 Ommで断面形 状が三角形の溶融金属絞り部材のみを図 4 (a) に示すように配置した。 実施例 2 は、 比較例 3-に对して、 さらに実施例 1 とおなじ寸法形状の長方形断面の遮蔽体を 図 4 (b) に示すように追加設置した (溶融金属絞り部材と遮蔽板の距離は 1 mm である) 。 比較例 3は、 比較例 1に対して、 スプラッシュ発生率がおよそ 70%低 下した。 実施例 2は、 比較例 1に対して、 スプラッシュ発生率が 8 0%低下し、 比 較例 3に対して、 スプラッシュ発生率がおよそ 3 2%低減した。
比較例 4は、 鋼帯進行方向長さおょぴ水平方向長さがいずれも 5 Ommで断面形 状が円弧状 (上面曲率半径が 6 OmmR、 下面曲率半径が 1 0 0 mm R) の溶融金 属絞り部材のみを図 5 (a) に示すように配置した。 溶融金属絞り部材下端の鋼帯 との距離は 3 mmとした。
実施例 3は、 比較例 4に対して、 さらに図 5 (b) に示す断面形状、 すなわち、 鋼板進行方向長さが 5 Ommで、 遮蔽体の溶融金属絞り部材に対向する面を、 溶融 金属絞り部材の遮蔽体に対向する面の円弧の曲率半径より若干大きい曲率半径を有 するようにした回状円弧面で構成し、 溶融金属絞り部材との距離が 1 mmとなるよ うに作成した遮蔽体を、 図 5 (b) に示すように追加設置した。
比較例 4は、 比較例 1に対して、 スプラッシュ発生率がおよそ 84%低下した。 実施例 3は、 比較例 1に対して、 スプラッシュ発生率がおよそ 9 0%低減し、 比較 例 4に対して、 スプラッシュ発生率がおよそ 3 0%低減した。 比較例 5は、 浴中サポートロール 5と溶融金属絞り部材 1 a、 1 b どの距離が 3 O m mとなるように形成した浴内サポートロール 5の外周面の浴面側を覆う円弧状 のロール被覆部と、 鋼帯と溶融金属絞り部材 1 a、 1 bとの距離が一定の 2 O m m で、 その上端と浴面との距離が 3 O m mになるように形成した板状の鋼帯対向部を 備える溶融金属絞り部材 1 a、 l bのみを図 6 ( a ) に示すように配置した。 実施例 4は、 比較例 5に対して、 さらに鋼帯進行方向長さが 1 0 O m mで水平方 向長さが 3 6 m mの遮蔽体を、 図 6 ( b ) に示すように追加設置した。 遮蔽体と溶 融金属絞り部材との距離は 2 m mである。 遮蔽体の鋼帯進行方向長さの溶融金属絞 り部材 1 bの鋼帯対向部の鋼帯進行方向長さに対する割合はおよそ 9 0 %である。 比較例 5は、 比較例 1に対して、 スプラッシュ発生率がおよそ 8 5 %低下した。 実施例 4は、 比較例 1に対して、 およそ 9 4 %スプラッシュ発生率が低減し、 比較 例 5に対して、 スプラッシュ発生率がおよそ 3 3 %低減した。
上述のように、 本発明によれば、 鋼帯幅が変わっても、 めっき浴面下に設けられ た溶融金属絞り部材および遮蔽体によって鋼帯に付随する余剰な溶融金属量を鋼帯 全幅にわたって削減した後にガスワイビングノズルでめっき厚を調整できるように なるので、 スプラッシュの発生量を大幅に低減できる。 また、 通板速度を大幅に上 昇させてもスプラッシュの発生量を大幅に低減できるので、 表面欠陥の無い溶融金 属めっき鋼帯を高い生産性を維持して製造することが可能となる。 産業上の利用可能性 .
本発明の装置は、 スプラッシュの発生を低減し、 表面外観に優れる溶融金属めつ き鋼帯の製造装置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、 表面外観に優れる溶融金属めつき鋼帯を高 い生産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。 また、 本発明の鋼 帯の製造方法は、 スプラッシュの発生を低減し、 表面外観に優れる溶融金属めつき 鋼帯の製造方法として利用することができる。

Claims

請 .求 の 範 囲
1 . 溶融金属めつき浴から連続的に引き上げられる鋼帯の表面に、 ガスワイピ ングノズルから気体を吹き付け、 鋼帯表面のめっき付着量の制御を行う溶融金属め つき鋼帯製造装置であって、 溶融金属槽の液面下の鋼帯の両側に、 鋼帯と対向して 配置した鋼帯巾以上の長さの溶融金属絞り部材を有し、 さらに鋼帯面延長上の前記 鋼帯と対向して配置した溶融金属絞り部材間に遮蔽体を配設したことを特徴とする 溶融金属めつき鋼帯製造装置。
2 . 遮蔽体の鋼帯対向面の鋼帯進行方向長さは、 溶融金属絞り部材の鋼帯対向 面の鋼帯進行方向長さの 5 0 %以上 (溶融金属絞り部材の鋼帯対向面の鋼帯進行方 向長さが銅帯の両側で異なるときは、 溶融金属絞り部材の鋼帯対向面の鋼帯進行方 向長さが小さい方の鋼帯対向面の鋼帯進行方向長さの 5 0 %以上) でかつ溶融金属 絞り部材と遮蔽体の距離は 3 m m以下であることを特徴とする請求項 1に記載の溶 融金属めつき鋼帯製造装置。
3 . 請求項 1または 2に記載の溶融金属めつき鋼帯の製造装置を用いて鋼帯に 溶融金属めつきを行うことを特徴とする溶融金属めつき鋼帯の製造方法。
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