WO2013042774A1 - ワイピング装置およびこれを用いた溶融めっき装置 - Google Patents

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wiping
steel plate
gas
suction
edge
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今井　武
田村　武
杉山　誠司
宮元　一浩
三男 西俣
靖司 山根
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新日鐵住金株式会社
日鉄住金鋼板株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a wiping apparatus and a hot dipping apparatus using the same.
  • This application claims priority on September 22, 2011 based on Japanese Patent Application No. 2011-208118 for which it applied to Japan, and uses the content here.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing an outline of a continuous hot dip plating apparatus.
  • the steel plate P is immersed in the hot dipping bath 12 from the snout 13, so that the molten steel is plated on the steel plate P, pulled up via the sink roll 14, and wiped.
  • Plating is performed by performing gas wiping with the nozzle 15.
  • Gas wiping by the wiping nozzle 15 is performed by wiping gas from the wiping nozzles 15 disposed on both sides of the steel plate P so that the molten metal adhering to the surface of the steel plate P has a uniform plating thickness in the plate width direction and the plate longitudinal direction. By spraying, the excess molten metal is wiped off and the adhesion amount of the molten metal is controlled.
  • the wiping nozzle 15 ejects wiping gas from a slit extending in the width direction of the steel sheet P, and this slit is longer than the width of the steel sheet P in order to correspond to various widths of the steel sheet P.
  • the steel plate P extends outward from the edge portion.
  • the wiping gas blown from the wiping nozzle 15 collides with the steel sheet P as a high-speed jet and then is separated in the vertical direction, so that excess molten metal is wiped in the vertical direction to achieve a uniform plating thickness. It is what. However, as for the edge portion of the steel plate P, the jet flow colliding with the edge portion escapes in the lateral direction, so that the collision force of the jet flow is reduced and the plating thickness of the edge portion becomes thicker than that of the center portion. Overcoat occurs.
  • the molten metal scatters to the surroundings due to the turbulence of the jet that collides with the edge portion, and a so-called splash is generated and adheres to the surface of the steel sheet P, thereby deteriorating the surface quality of the steel sheet P.
  • the main nozzle that mainly injects the gas for controlling the thickness of the deposited metal is injected into the main nozzle with respect to the injection direction of the gas injected from the main nozzle. It has been proposed to provide a sub-nozzle that injects a gas at a lower speed than the gas injected from the main nozzle, and to prevent the jet flow injected from the main nozzle from being diffused by the low-speed jet flow from the sub-nozzle.
  • Patent Document 2 an edge plate (0.5 mm thickness, 755 mm width) is disposed on both sides in the width direction of the steel plate in parallel with the steel plate, and the edge plate is appropriately spaced from the side end surface of the steel plate, The edge overcoat prevents the gas on the edge plate side and the gas on the steel plate side from colliding with each other by attaching a band plate to the part of the edge plate that faces the side surface of the steel plate. It has been proposed to prevent this. Further, Patent Document 3 proposes an apparatus that removes excess molten metal by providing a suction nozzle facing the side end surface of a steel plate and utilizing air pressure.
  • an object of the present invention is to provide a wiping apparatus capable of preventing edge overcoat and splash by improving the flow of wiping gas at the edge of a steel sheet, and a hot dipping apparatus using the same. To do.
  • One aspect of the present invention is a wiping device that blows wiping gas onto a steel sheet from a pair of wiping nozzles disposed on both sides of the steel sheet that is pulled up from a hot dipping bath toward the plate surface of the steel sheet. And, on both sides in the width direction of the steel plate between the pair of wiping nozzles, each is arranged in parallel with the steel plate, a suction port for sucking air is arranged toward the side end surface of the steel plate, and the cross-sectional shape is A suction tube that is wide in the pulling direction of the steel plate is provided.
  • the suction pipe may have a width in the pulling direction of the steel plate of 15 mm or more and 50 mm or less.
  • the suction tube may have a ratio of a long side to a short side of the cross section of 1.2 to 10.
  • a distance between the suction port and the side end surface of the steel plate may be 2 mm or more and 15 mm or less.
  • a distance between the suction port and the side end surface of the steel plate may be 2 mm or more and 15 mm or less.
  • a hot dipping apparatus includes the wiping apparatus according to (1) or (2).
  • a hot dipping apparatus includes the wiping apparatus described in (3) above.
  • a hot dipping apparatus includes the wiping apparatus described in (4) above.
  • a hot dipping apparatus includes the wiping apparatus described in (5) above.
  • the wiping gas blown from the wiping nozzle collides with the steel plate as a high-speed jet, and then is separated vertically so that excess molten metal is wiped up and down and in the plate width direction.
  • a uniform plating thickness is realized by uniformizing the pressure distribution.
  • the wiping gas blown from the pair of wiping nozzles on the outer side in the width direction of the steel sheet collides with suction pipes disposed on both sides in the width direction of the steel sheet between the pair of wiping nozzles and is separated vertically.
  • the suction pipe is wide in the direction of pulling up the steel plate, the wiping gas that collides with the suction pipe and is separated up and down is guided up and down along the convex shape outside the suction pipe and rectified. Therefore, the generation of turbulence due to the direct collision of the wiping gases outside the steel plate is prevented.
  • the suction of air from the suction port arranged toward the side end surface of the steel sheet suppresses the fluctuation of the collision point position of the wiping gas between the edge of the steel sheet and the tip of the suction pipe, resulting from the fluctuation of the collision point. Since the pressure drop of the gas to be reduced is reduced, it is possible to suppress a reduction in the collision force of the wiping gas jet at the edge of the steel plate. Furthermore, the occurrence of splash due to the generation of turbulent flow can be prevented, and quality troubles can be avoided.
  • the suction ports that are arranged in parallel to the steel plate on both sides in the width direction of the steel plate between the pair of wiping nozzles are provided on the side end surfaces of the steel plate. It is arranged toward. And by providing the suction pipe whose cross-sectional shape is wide in the pulling-up direction of the steel plate, it is possible to prevent the occurrence of turbulent flow due to the direct collision of the wiping gases on the outside of the steel plate, and the wiping gas at the edge of the steel plate It is possible to suppress a decrease in the impact force of the jet of water on the steel plate. Therefore, edge overcoat and splash can be prevented.
  • FIG. 2 is an AA arrow view of the edge portion of the steel plate of FIG. 1. It is sectional drawing of the center part of the width direction of a steel plate.
  • FIG. 3 is a view taken along arrow BB in FIG. 2.
  • FIG. 3 is a view taken along the line BB in FIG. 2 when there is no suction pipe.
  • It is a figure which shows the graph of the collision gas pressure fluctuation
  • theta It is the schematic of the splash scattering angle (theta) in the edge part of a steel plate. It is a related figure of collision gas pressure ratio (Pe / Pc) and splash scattering angle (theta). It is a figure which shows the relationship between the distance of an edge plate and the edge part of a steel plate, the collision gas pressure ratio (Pe / Pc), and the splash scattering angle
  • Pe / Pc collision gas pressure ratio
  • corner corner
  • the collision gas pressure ratio (Pe / Pc) of the edge portion to the center portion of the steel plate and the splash on the device at the distance between each rectifying device and the edge portion of the steel plate It is a figure which shows the relationship with the adhesion amount (g / Hr). It is a figure which shows the cross-sectional shape of the suction tube which concerns on a modification. It is a figure which shows the cross-sectional shape of the suction tube which concerns on a modification. It is a figure which shows the cross-sectional shape of the suction tube which concerns on a modification. It is a figure which shows the cross-sectional shape of the suction tube which concerns on a modification.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a wiping device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an AA arrow view of the edge portion of the steel plate P of FIG.
  • the wiping apparatus 1 As shown in FIGS. 1 and 2, the wiping apparatus 1 according to the embodiment of the present invention is provided in a continuous hot dipping apparatus 11 as shown in FIG. A pair of wiping nozzles 2a and 2b disposed on both sides of the steel plate P pulled up from the hot dipping bath 12 and a steel plate P on both sides in the width direction of the steel plate P between the pair of wiping nozzles 2a and 2b. And suction pipes 3 arranged in parallel with each other.
  • the wiping nozzles 2a and 2b are nozzles that eject the wiping gas G from linear slits 4a and 4b extending in the width direction of the steel sheet toward the surface of the steel sheet P, respectively.
  • the slits 4a and 4b are formed to be longer than the width of the steel plate P and extend outward from the edge E of the steel plate P as shown in FIG.
  • the wiping gas G sprayed on the plate surface of the steel plate P from the wiping nozzles 2a and 2b is separated in the vertical direction after colliding with the steel plate P as a high-speed jet, and wipes off excess molten metal.
  • the suction tube 3 is a tube having an oval cross-sectional shape in which the suction port 3a for sucking air is disposed toward the side end surface of the steel plate P.
  • the suction tube 3 is arranged such that the long side of the elliptical cross section is in the pulling direction D of the steel plate P.
  • a supply pipe 3b for supplying a driving gas g for operating the suction pipe 3 as an ejector is provided in the middle of the suction pipe 3.
  • 3A, 3B, and 3C are diagrams visualizing the flow of the wiping gas G ejected from the wiping nozzles 2a and 2b.
  • 3A is a cross-sectional view of the center portion C in the width direction of the steel plate P.
  • FIG. 3B is a BB arrow view of FIG.
  • the wiping gas G that has collided with the steel plate P is uniformly distributed vertically.
  • the wiping gas G that has collided with the suction tube 3 is separated vertically and then guided up and down along the convex shape outside the suction tube 3 having an elliptical cross section.
  • the center of the suction pipe 3 becomes the collision point of the wiping gas G as if the steel plate P exists as in the width direction center portion C, and a stable flow is formed.
  • the wiping gases G ejected from the pair of wiping nozzles 2a and 2b directly collide with each other.
  • the gas flow is not defined by the solid (steel plate P or suction pipe 3) as in FIGS. 3A and 3B, all slight fluctuations in the gas flow at each spatial point are reflected and wiped.
  • the collision point between the gases is determined. For this reason, as shown in FIG. 3C, the collision point of the wiping gas G is not fixed at a single point, but the position fluctuates, so that the surroundings become complicated turbulent flow.
  • the wiping gas G blown from the wiping nozzles 2a and 2b is separated into the upper and lower sides after colliding with the steel sheet P as a high-speed jet, so that excess molten metal is wiped up and down.
  • a uniform plating thickness is realized by making the pressure distribution in the plate width direction uniform.
  • the wiping gas G blown from the wiping nozzles 2a and 2b to the outside in the width direction of the steel plate P is guided up and down along the convex shape outside the suction pipe 3 as described above, and thus rectified. Generation of turbulence due to direct collision of the wiping gases G on the outside of the steel plate P is prevented.
  • the suction pipe 3 is moved from the edge portion E of the steel sheet P by suction of air from the suction port 3a of the suction pipe 3 disposed toward the side end surface of the steel sheet P.
  • the fluctuation of the collision point of the wiping gas G formed therebetween is suppressed, and the wiping gas G escaping in the lateral direction from the edge E of the steel sheet P is reduced by suppressing the gas pressure drop.
  • the fall of the collision force of the jet of the wiping gas G in the edge part E of the steel plate P is also suppressed.
  • the wiping condition is that the distance d1 between the wiping nozzles 2a, 2b and the steel plate P is 8 mm, and the amount of gas from the wiping nozzles 2a, 2b is 700 Nm 3 / Hr, respectively.
  • the suction pipe condition is that the distance d2 between the edge portion E of the steel plate P and the suction pipe 3 is 5 mm, the elliptical suction pipe 3 having a long side of 25 mm and a short side of 15 mm, and the circular suction pipe 103 having a diameter of 15 mm. used.
  • the collision gas pressure was measured with a pressure gauge A (using a digital pressure gauge from Okano Seisakusho).
  • the measurement in FIG. 4A was performed at a point F (see FIG. 4C) 3 mm inside from the edge portion E of the steel plate P to the center portion C of the steel plate P.
  • the average collision gas pressure at the point F 3 mm inside from the edge portion E of the steel plate P to the center portion C of the steel plate P is close to the pressure of the center portion C.
  • the edge portion E of the steel sheet P can be obtained as compared with the case where no suction tube or a circular suction tube 103 is used.
  • the pressure drop at the point F 3 mm inside is suppressed.
  • the collision gas average pressure at the point F 3 mm inside from the edge portion E of the steel plate P to the center portion C of the steel plate P by the suction pipe 3 is the pressure of the center portion C. Since the pressure is close and the pressure fluctuation is small and the pressure drop at the point F 3 mm inside from the edge E of the steel plate P to the center C of the steel plate P is also suppressed, the center C of the steel plate P from the edge E of the steel plate P is suppressed. A wiping effect similar to that of the center portion C is obtained at a point F on the inner side of 3 mm, and edge overcoat can be prevented.
  • the splash S prevention effect by the wiping device 1 in the present embodiment will be described in detail (FIG. 6).
  • the generation conditions of the molten metal splash S wiped by the wiping gas G are quantified by similar experiments using various liquids.
  • the splash S of molten metal is related to the inertial force ( ⁇ ⁇ ⁇ 0 2 ⁇ Ug 2 ) due to the wiping gas G and the surface tension ( ⁇ / ⁇ 0 ) acting on the molten metal (where ⁇ : density , ⁇ 0 : lifted liquid film by strip, Ug: wiping gas velocity, ⁇ : surface tension of molten metal).
  • the collision gas average pressure at the edge portion E is increased as shown in FIGS. 4A and 5A.
  • the flow of the wiping gas G at the edge portion E by the shape of the suction pipe 3 and the suction of air from the suction port 3a as described above, the flow is improved from the outside of the steel plate P in the vertical direction of the steel plate P.
  • the splash S is prevented from scattering to the outside of the steel plate P.
  • the driving gas g is supplied to the supply pipe 3b of the suction pipe 3 and the air is sucked from the suction port 3a, whereby the edge portion of the steel plate P is obtained. Even if the distance to E is increased, the collision of the wiping gas G outside the edge portion E can be stabilized and the pressure drop at the edge portion E can be suppressed.
  • the collision gas pressure ratio (Pe / Pc) of the edge portion E with respect to the center portion C of the steel plate P is defined as an index indicating the rectification effect by the suction pipe 3, the edge plate B, etc.
  • the collision gas pressure ratio (Pe) / Pc) and the splash scattering angle ⁇ were experimentally investigated (Pe: collision gas pressure at the edge E of the steel plate P, Pc: collision gas pressure at the center C of the steel plate P).
  • the collision gas pressure ratio (Pe / Pc) was adjusted by changing the cross-sectional shape of the suction pipe 3 and the suction pipe air supply amount. It can be seen from FIG. 8B that the splash S in the lateral direction increases as the gas pressure at the edge E decreases.
  • the collision gas pressure ratio (Pe / Pc) of the edge portion E with respect to the center portion C of the steel plate P is used as an index for rectification.
  • the relationship between the installation position of the edge plate B and the suction pipe 3, the collision gas pressure ratio (Pe / Pc), and the splash scattering angle ⁇ is arranged.
  • the collision gas pressure ratio (Pe / Pc) is less than 0.8, an edge overcoat is generated. Pc) needs to be 0.8 or more.
  • the distance between the edge plate B and the edge portion E of the steel plate P needs to be secured within 6 mm.
  • the splash scattering angle ⁇ is about 10 °, but the edge plate B is close to the edge portion E of the steel plate P. And when the distance of the edge plate B and the edge part E of the steel plate P is 7 mm or less, it became clear that the splash S adhered and the operation for a long period of time was difficult.
  • the edge overcoat can be stably avoided by keeping the distance between the suction tube 3 and the edge portion E of the steel plate P within 15 mm as shown in FIG. It becomes possible to do. Moreover, by making the distance between the suction tube 3 and the edge portion E of the steel plate P 2 mm or more, the adhesion of the splash S can be avoided more reliably. From the above, it has been found that by installing the distance between the suction tube 3 and the edge portion E of the steel plate P in the range of 2 to 15 mm, it can be used for a long time operation.
  • the pressure drop of the edge portion E can be suppressed by setting the distance from the edge portion E of the steel sheet P to a predetermined condition.
  • the collision gas pressure ratio (Pe / Pc) is greatly improved by using the suction pipe 3. This is because, by using the suction pipe 3, the wiping gas G between the wiping gases G by the air suction from the suction pipe 3 in addition to the effect of suppressing the generation of turbulent flow due to direct collision between the wiping gases G outside the steel plate P. This is because the fluctuation of the collision point is suppressed.
  • the cross-sectional shape of the suction tube 3 is elliptical.
  • suction pipes 3B, 3C, and 3D having similar shapes that exhibit a rectifying effect by the rectifying plate p as shown in FIG. 12B, FIG. 12C, or FIG. 12D can be used.
  • the cross-sectional shape is wide in the pulling direction D of the steel plate P and is convex outward.
  • the wiping gas G that collides with the suction pipe 3 and is separated vertically is guided up and down along the convex shape outside the suction pipe 3 and rectified, so that the wiping gas G is outside the steel plate P. Generation of turbulence due to collision is prevented, and the same rectification effect as described above can be obtained.
  • FIG. 13 also shows the case of the suction tube 103 having a circular cross section.
  • the wiping gas G collides with the suction pipe 103 having a circular cross section, and then travels around the suction pipe 3 having a circular cross section and collides again. Therefore, the gas flow is disturbed and the collision point vibrates.
  • the suction tube 3 ellipse
  • the suction tube 3A rectangular shape
  • the direction of the gas flow at the separation point of the gas from the wall surface of the suction tube 3 is closer to the vertical direction in the suction tube 3 (ellipse) or the suction tube 3A (rectangle). And the occurrence of turbulence is prevented. Therefore, it has been found that the rectification effect is lower than that of an ellipse or rectangle, and the amount of splash adhesion is larger than that of other shapes. In the case of a circular cross section, it is necessary to make the long side length (diameter) of the suction tube about 35 mm in order to eliminate the edge overcoat. On the other hand, since the minimum value of the distance between the wiping nozzles 2a and 2b shown in FIG.
  • the wiping device 1 needs to be set to about 10 to 20 mm in the manufacturing conditions of the hot dip plated steel sheet, it is difficult to install the suction pipe having this circular cross section. It is. Therefore, in the wiping device 1 according to the present embodiment, the cross-sectional shape is wide in the pulling direction D of the steel plate P, and the suction pipe 3 is convex outward so that it can be installed between the wiping nozzles 2a and 2b, and The rectifying effect can be exhibited even under various operating conditions.
  • the wiping device 1 in order to exert a rectifying effect, it is experimentally determined that it is desirable that the long side length is 15 to 50 mm, and the ratio of the long side to the short side of the cross section is 1.2 to 10. Revealed. The contents will be described below.
  • the pressure drop of the edge portion E was large, and the collision gas pressure ratio (Pe / Pc) was about 0.46. Therefore, the target pressure ratio of the wiping device 1 using the suction pipe 3 was set to 0.8 or more, and the shape of the suction pipe that can be improved was investigated.
  • the cross-sectional shape of the suction pipe it is desirable to use an ellipse having the greatest rectification effect in the flow after the collision of the wiping gas G as described in FIG. Further, since the minimum value of the distance between the wiping nozzles 2a and 2b shown in FIG. 1 must be set to about 10 to 20 mm, the supply pipe 3b for the driving gas g to the suction pipe 3 shown in FIG. The diameter (short side) needs to be 10 to 20 mm or less. In order to exert the ejector effect in the driving gas g from the supply pipe 3b in the suction pipe 3, it is possible to maximize the function as the ejector by reducing the diameter of the supply pipe 3b and improving the flow velocity in the suction pipe 3. I found out that I could make it work. Therefore, when a circular shape is used as the cross-sectional shape of the gas supply pipe, 6A (outer diameter 10.5 mm), which is the minimum diameter in industrial piping, is used.
  • Tables 1 to 3 show the results of investigating the effect of eliminating the edge overcoat when various elliptical suction pipes 3 are manufactured and compressed air is introduced as the driving gas g from the supply pipe 3b.
  • the edge overcoat improvement effect is displayed in four levels. 4: Pe / Pc> 0.9, 3: 0.8 ⁇ Pe / Pc ⁇ 0.9, 2: 0.6 ⁇ Pe / Pc ⁇ 0.8, 1: 0.6> Pe / Pc Indicates. It is assumed that the edge overcoat improvement effect is larger as the numerical value is larger in the four-step display.
  • the metal adhesion status is displayed in three stages, 3: No metal adhesion, 2: Metal adheres, but operation is possible for a long time. 1: It is impossible to operate for a long time due to metal adhesion.
  • the elliptical tube is manufactured by deforming the circular tube, but the rectangular tube can be manufactured by welding a steel plate, and thus can be manufactured using a material having an arbitrary thickness.
  • the outer diameter of the supply tube 3 b needs to be 5 mm or less, so the suction air volume is 30 Nm 3 / Hr.
  • the long side length which exhibits an effect becomes 50 mm or less like an ellipse.
  • the suction air volume is improved by increasing the cross-sectional area as in the elliptical shape, but the effect of improving the edge overcoat is small because the suction air speed decreases with respect to the short side of 5 mm. became.
  • the long side / short side ratio capable of exhibiting the effect of improving the edge overcoat was 10 or less.
  • the adhesion amount of the splash was as small as about several g / Hr, and no trouble accompanying the increase in adhesion was confirmed.
  • the long side length of the suction tube was set to 15 mm to 50 mm, and the ratio of the long side to the short side of the cross section was set to 1.2 to 10 as the optimum shape. Note that the optimum shape of the suction pipe differs depending on the target of the collision gas pressure ratio (Pe / Pc) necessary for overcoat improvement. Should be effective.
  • the provision of the suction tube whose cross-sectional shape is wide in the pulling direction of the steel sheet prevents the occurrence of turbulent flow due to direct collision of wiping gases outside the steel sheet, and the edge of the steel sheet. It is possible to suppress a reduction in the collision force of the jet of wiping gas on the steel plate to the steel plate. Therefore, edge overcoat and splash can be prevented.

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Abstract

　このワイピング装置は、溶融めっき浴から引き上げられる鋼板を挟んで、両側に前記鋼板の板面に向かってそれぞれ配置された一対のワイピングノズルから、ワイピングガスを前記鋼板に吹き付けるワイピング装置であって、前記一対のワイピングノズル間の前記鋼板の幅方向の両側に、前記鋼板と平行にそれぞれ配置され、エアーを吸引する吸込口が前記鋼板の側端面に向かって配置され、断面形状が前記鋼板の引き上げ方向に幅広である吸引管を備えている。

Description

ワイピング装置およびこれを用いた溶融めっき装置
　本発明は、ワイピング装置およびこれを用いた溶融めっき装置に関する。
　本願は、２０１１年０９月２２日に、日本に出願された特願２０１１－２０８１１８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　図１４は、連続式溶融めっき装置の概要を示す断面図である。図１４に示すように、連続式の溶融めっき装置１１では、鋼板Ｐをスナウト１３から溶融めっき浴１２に浸漬することで、鋼板Ｐに溶融金属をめっきし、シンクロール１４を介して引き上げ、ワイピングノズル１５によるガスワイピングを行うことでめっきを行う。
　ワイピングノズル１５によるガスワイピングは、鋼板Ｐ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なめっき厚となるように、鋼板Ｐを挟んで両側に配置されたワイピングノズル１５からワイピングガスを吹き付けることにより、過剰な溶融金属を払拭し、溶融金属の付着量を制御するものである。ワイピングノズル１５は、鋼板Ｐの幅方向に延設されたスリットからワイピングガスを噴出するものであり、このスリットは、多様な鋼板Ｐの幅に対応するため、鋼板Ｐの幅よりも長く、すなわち鋼板Ｐのエッジ部より外側まで延びている。
　このようなワイピングノズル１５から吹き付けられたワイピングガスは、高速噴流として鋼板Ｐに衝突した後に上下方向に分離されることで、過剰な溶融金属が上下方向に払拭され、均一なめっき厚を実現しようとするものである。ところが、鋼板Ｐのエッジ部については、このエッジ部に衝突する噴流が横方向に逃げてしまうため、噴流の衝突力が減少してエッジ部のめっき厚がセンター部に比べて厚くなる、いわゆるエッジオーバーコートが発生する。また、エッジ部に衝突した噴流の乱れによって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板表面に付着することにより、鋼板Ｐの表面品質の低下を招く。
　このような問題を解決する試みとして、例えば特許文献１に記載のように、主に付着金属の厚さを制御するガスを噴射する主ノズルに、主ノズルから噴射されるガスの噴射方向に対して傾斜した、主ノズルから噴射するガスよりも低速のガスを噴射する副ノズルを設け、副ノズルからの低速の噴流によって主ノズルから噴射される噴流の拡散を防止することが提案されている。
　また、特許文献２には、鋼板の幅方向の両側に、鋼板と平行にエッジプレート（０．５ｍｍ厚、７５５ｍｍ幅）を配設し、エッジプレートを鋼板の側端面から適宜間隔を隔てること、エッジプレートの鋼板の側端面に対向する部分に帯板を取り付けることで、エッジプレート側のガスと鋼板側のガスとが衝突しないようにし、ガスの乱流を発生させないようにして、エッジオーバーコートを防止することが提案されている。また、特許文献３では、鋼板の側端面に対向して吸引用ノズルを設け、エアー圧を利用することで、余分の溶融金属を除去する装置が提案されている。
日本国特開２００７－８４８７８号公報 日本国特開平１０－３６９５３号公報 日本国特開平９－１４３６６３号公報
　特許文献１に記載のように主ノズル上に副ノズルが固定された場合、鋼板の両側の主ノズル間の距離が拡大するなどして変更されると、副ノズルが主ノズルの噴流を阻害することになるため、ワイピング効果が減少する。また、特許文献２に記載のようにエッジプレートおよび帯板を設置すると、鋼板のエッジ部へのワイピングガスの衝突圧が増加するため、溶融金属のスプラッシュが増加し、鋼板と帯板との間にスプラッシュが付着してエッジの品質不良を引き起こす。
　また、特許文献３の装置では、吸引管形状が円形となっているため、吸引管周辺の流れが乱れスプラッシュが発生し易い。そして、吸引用ノズルにより溶融金属を吸引するため、吸引した溶融金属がノズルに付着し、ノズルを閉塞してしまうという問題がある。
　そこで、本発明においては、鋼板のエッジ部のワイピングガスの流れを改善することによりエッジオーバーコートおよびスプラッシュを防止することが可能なワイピング装置およびこれを用いた溶融めっき装置を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記課題を解決して係る目的を達成するために、以下を採用するに到った。
（１）本発明の一態様は、溶融めっき浴から引き上げられる鋼板を挟んで、両側に前記鋼板の板面に向かってそれぞれ配置された一対のワイピングノズルから、ワイピングガスを前記鋼板に吹き付けるワイピング装置であって、前記一対のワイピングノズル間の前記鋼板の幅方向の両側に、前記鋼板と平行にそれぞれ配置され、エアーを吸引する吸込口が前記鋼板の側端面に向かって配置され、断面形状が前記鋼板の引き上げ方向に幅広である吸引管を備えている。
（２）上記（１）に記載のワイピング装置では、前記吸引管は、前記鋼板の前記引き上げ方向の幅が１５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であってもよい。
（３）上記（１）又は（２）に記載のワイピング装置では、前記吸引管は、断面の短辺に対する長辺の比が１．２～１０であってもよい。
（４）上記（１）又は（２）に記載のワイピング装置では、前記吸込口と前記鋼板の前記側端面との距離が２ｍｍ以上１５ｍｍ以下であってもよい。
（５）上記（３）に記載のワイピング装置では、前記吸込口と前記鋼板の前記側端面との距離が２ｍｍ以上１５ｍｍ以下であってもよい。
（６）本発明の別態様の溶融めっき装置は、上記（１）又は（２）に記載のワイピング装置を備えている。
（７）本発明の別態様の溶融めっき装置は、上記（３）に記載のワイピング装置を備えている。
（８）本発明の別態様の溶融めっき装置は、上記（４）に記載のワイピング装置を備えている。
（９）本発明の別態様の溶融めっき装置は、上記（５）に記載のワイピング装置を備えている。
　本発明のワイピング装置によれば、ワイピングノズルから吹き付けられたワイピングガスが高速噴流として鋼板に衝突した後に上下に分離されることで、過剰な溶融金属が上下方向に払拭されるとともに、板幅方向の圧力分布が均一化されることにより均一なめっき厚が実現される。このとき、鋼板の幅方向の外側で一対のワイピングノズルから吹き付けられたワイピングガスは、一対のワイピングノズル間の鋼板の幅方向の両側に配置された吸引管に衝突して上下に分離される。ここで、吸引管は、断面形状が鋼板の引き上げ方向に幅広であるため、吸引管に衝突して上下に分離されたワイピングガスは吸引管の外側の凸形状に沿って上下に導かれ、整流されるので、鋼板の外側でワイピングガス同士が直接衝突することによる乱流の発生が防止される。同時に、鋼板の側端面に向かって配置された吸引口からのエアーの吸引によって、鋼板のエッジ部から吸引管先端部間におけるワイピングガスの衝突点位置の変動が抑制され、衝突点の変動に起因するガスの圧力低下が小さくなるために、鋼板のエッジ部におけるワイピングガスの噴流の衝突力の低下を抑制することができる。更に前記乱流発生によるスプラッシュの発生を防止し、品質トラブルを回避可能となる。
　上記（１）～（９）に記載の態様によれば、一対のワイピングノズル間の鋼板の幅方向の両側に、鋼板と平行にそれぞれ配置され、エアーを吸引する吸込口が鋼板の側端面に向かって配置される。そして、断面形状が鋼板の引き上げ方向に幅広である吸引管を備えたことにより、鋼板の外側でワイピングガス同士が直接衝突することによる乱流の発生を防止するとともに、鋼板のエッジ部におけるワイピングガスの噴流の鋼板への衝突力の低下を抑制することができる。従って、エッジオーバーコートおよびスプラッシュを防止することが可能となる。
本発明の実施形態におけるワイピング装置の縦断面図である。 図１の鋼板のエッジ部のＡ－Ａ矢視図である。 鋼板の幅方向のセンター部の断面図である。 図２のＢ－Ｂ矢視図である。 吸引管が無い場合の図２のＢ－Ｂ矢視図である。 鋼板のエッジ部におけるワイピングガスの衝突ガス圧力変動のグラフを示す図である。 鋼板のエッジ部におけるワイピングガスの衝突ガス圧力変動を測定する装置の概略図である。 鋼板のエッジ部におけるワイピングガスの衝突ガス圧力変動を測定する装置の配置図である。 鋼板の幅方向におけるワイピングガスの衝突ガス圧力分布のグラフを示す図である。 鋼板の幅方向におけるワイピングガスの衝突ガス圧力分布を測定する装置の配置図である。 スプラッシュ発生の概念図である。 鋼板のエッジ部におけるガス流れの概念図である（吸引管有無）。 鋼板のエッジ部におけるガス流れの概念図である（圧力低下が大きい場合）。 鋼板のエッジ部におけるガス流れの概念図である（エッジプレート有無）。 鋼板のエッジ部におけるスプラッシュ飛散角度θの概略図である。 衝突ガス圧力比（Ｐｅ／Ｐｃ）とスプラッシュ飛散角度θの関係図である。 エッジプレートを使用した場合の、エッジプレートと鋼板のエッジ部との距離と、衝突ガス圧力比（Ｐｅ／Ｐｃ）およびスプラッシュ飛散角度θとの関係を示す図である。 吸引管を使用した場合の、吸引管と鋼板のエッジ部との距離と、衝突ガス圧力比（Ｐｅ／Ｐｃ）およびスプラッシュ飛散角度θとの関係を示す図である。 本実施形態における吸引管と従来のエッジプレートについて、各整流化装置と鋼板のエッジ部との距離における、鋼板のセンター部に対するエッジ部の衝突ガス圧力比（Ｐｅ／Ｐｃ）と装置へのスプラッシュの付着量（ｇ／Ｈｒ）との関係を示す図である。 変形例に係る吸引管の断面形状を示す図である。 変形例に係る吸引管の断面形状を示す図である。 変形例に係る吸引管の断面形状を示す図である。 変形例に係る吸引管の断面形状を示す図である。 吸引管の長辺長さと衝突ガス圧力比（Ｐｅ／Ｐｃ）及び、スプラッシュ付着量との関係を示す図である。 連続式溶融めっき装置の概要を示す断面図である。
　図１は、本発明の実施形態におけるワイピング装置１の縦断面図である。図２は、図１の鋼板Ｐのエッジ部のＡ－Ａ矢視図である。
　図１および図２に示すように、本発明の実施形態におけるワイピング装置１は、前述の図１４に示すような連続式の溶融めっき装置１１に備えられるものである。そして、溶融めっき浴１２から引き上げられる鋼板Ｐを挟んで両側に、それぞれ配置された一対のワイピングノズル２ａ，２ｂと、一対のワイピングノズル２ａ，２ｂ間の鋼板Ｐの幅方向の両側に、鋼板Ｐと平行にそれぞれ配置された吸引管３とを備える。
　ワイピングノズル２ａ，２ｂは、鋼板Ｐの板面に向かって鋼板の幅方向に延設された直線状のスリット４ａ，４ｂからそれぞれワイピングガスＧを噴出するノズルである。このスリット４ａ，４ｂは、多様な鋼板Ｐの幅に対応するため、図２に示すように、鋼板Ｐの幅よりも長く形成されており、鋼板Ｐのエッジ部Ｅより外側まで延びている。ワイピングノズル２ａ，２ｂから鋼板Ｐの板面に吹き付けられたワイピングガスＧは、高速噴流として鋼板Ｐに衝突した後に上下方向に分離され、過剰な溶融金属を払拭する。
　吸引管３は、エアーを吸引する吸引口３ａが鋼板Ｐの側端面に向かって配置された断面形状が楕円形（oval）の管である。吸引管３は、その楕円形断面の長辺が鋼板Ｐの引き上げ方向Ｄとなるように配置されている。また、吸引管３の途中には、吸引管３をエゼクタとして作動させるための駆動ガスｇを供給する供給管３ｂが設けられている。この供給管３ｂに高圧の駆動ガスｇを送り込むことにより、吸引管３ａから鋼板Ｐのエッジ部Ｅ周辺のエアーが吸引される。
　図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃは、ワイピングノズル２ａ，２ｂから噴出されたワイピングガスＧの流れを可視化した図である。図３Ａは、鋼板Ｐの幅方向のセンター部Ｃの断面図である。図３Ｂは、図２のＢ－Ｂ矢視図である。図３Ａに示すように、鋼板Ｐの幅方向のセンター部Ｃにおいて、鋼板Ｐに衝突したワイピングガスＧは上下に均一に分配される。一方、図３Ｂに示すように、吸引管３に衝突したワイピングガスＧは、上下に分離された後、楕円形断面の吸引管３の外側の凸形状に沿って上下に導かれ、整流されるので、幅方向センター部Ｃと同様に鋼板Ｐが存在するかのように吸引管３の中心がワイピングガスＧの衝突点となり、安定した流れが形成される。なお、吸引管３が存在しない場合には、一対のワイピングノズル２ａ，２ｂから噴出されたワイピングガスＧ同士が直接衝突する。この場合は、図３Ａ、図３Ｂの場合のように固体(鋼板Ｐあるいは吸引管３)によって気体の流れが規定されないため、各空間点ごとのガス流れのわずかな揺らぎが全て反映されて、ワイピングガス同士の衝突点が決定される。そのため図３Ｃに示すようにワイピングガスＧの衝突点が一点に固定されずに、位置が変動するため、その周辺は複雑な乱流となる。
　上記構成のワイピング装置１によれば、ワイピングノズル２ａ，２ｂから吹き付けられたワイピングガスＧが高速噴流として鋼板Ｐに衝突した後に上下に分離されることで、過剰な溶融金属が上下方向に払拭され、板幅方向の圧力分布が均一化されることにより均一なめっき厚が実現される。このとき、鋼板Ｐの幅方向の外側にワイピングノズル２ａ，２ｂから吹き付けられたワイピングガスＧは、前述のように吸引管３の外側の凸形状に沿って上下に導かれ、整流されるので、鋼板Ｐの外側でワイピングガスＧ同士が直接衝突することによる乱流の発生が防止される。
　また、このワイピング装置１では、上記の効果に加え、鋼板Ｐの側端面に向かって配置された吸引管３の吸引口３ａからのエアーの吸引によって、鋼板Ｐのエッジ部Ｅから吸引管３の間に形成されるワイピングガスＧの衝突点の変動が抑制され、ガス圧力低下が抑制されることで鋼板Ｐのエッジ部Ｅから横方向に逃げるワイピングガスＧが減少する。これにより鋼板Ｐのエッジ部ＥにおけるワイピングガスＧの噴流の衝突力の低下も抑制される。
　次に、本実施形態におけるワイピング装置１の吸引管３によるエッジオーバーコートおよびスプラッシュＳの防止効果について確認試験を行った。ワイピング条件は、ワイピングノズル２ａ、２ｂと鋼板Ｐとの距離ｄ１が８ｍｍで、ワイピングノズル２ａ、２ｂからのガス量が各々７００Ｎｍ３／Ｈｒである。吸引管条件は、鋼板Ｐのエッジ部Ｅと吸引管３との距離ｄ２が５ｍｍであり、長辺２５ｍｍ、短辺１５ｍｍの楕円形状の吸引管３と、直径１５ｍｍの円形状の吸引管１０３を使用した。圧力計Ａ（岡野製作所ディジタル圧力計を使用）により、衝突ガス圧力を測定した。図４Ａの測定は、鋼板Ｐのエッジ部Ｅから鋼板Ｐのセンター部Ｃへ３ｍｍ内側の点Ｆ（図４Ｃ参照）で実施した。図４Ａに示すように、本実施形態におけるワイピング装置１において、鋼板Ｐのエッジ部Ｅから鋼板Ｐのセンター部Ｃへ３ｍｍ内側の点Ｆの平均衝突ガス圧力は、センター部Ｃの圧力に近く、吸引管３が無い場合、また断面形状が円形の吸引管１０３を使用した場合よりも大きい。また、圧力変動も小さくなっており、吸引管３による整流効果が発揮されていると考えられる。
　図５Ａに示すように、本実施形態におけるワイピング装置１では、楕円形状の吸引管３を設けることにより、吸引管無し、あるいは円形の吸引管１０３を使用した場合よりも、鋼板Ｐのエッジ部Ｅから鋼板Ｐのセンター部Ｃへ３ｍｍ内側の点Ｆでの圧力降下が抑制されている。
　以上のように、本実施形態におけるワイピング装置１において、吸引管３によって鋼板Ｐのエッジ部Ｅから鋼板Ｐのセンター部Ｃへ３ｍｍ内側の点Ｆの衝突ガス平均圧力は、センター部Ｃの圧力に近い圧力となり、圧力変動も小さく、鋼板Ｐのエッジ部Ｅから鋼板Ｐのセンター部Ｃへ３ｍｍ内側の点Ｆの圧力降下も抑制されるため、鋼板Ｐのエッジ部Ｅから鋼板Ｐのセンター部Ｃへ３ｍｍ内側の点Ｆにおいてセンター部Ｃと同様のワイピング効果が得られ、エッジオーバーコートを防止することが可能となる。
　次に、本実施形態におけるワイピング装置１によるスプラッシュＳ防止効果について詳述する（図６）。ワイピングガスＧによって払拭された溶融金属のスプラッシュＳの発生条件については、様々な液体を使用した相似実験により定量化されている。一つの考え方として溶融金属のスプラッシュＳは、ワイピングガスＧによる慣性力（ρ・δ0 2・Ｕｇ2）と溶融金属に働く表面張力（σ／δ0）に関係がある（但し、ρ：密度、δ0：ストリップによる持ち上げ液膜、Ｕｇ：ワイピングガス速度、σ：溶融金属の表面張力）。
　本実施形態におけるワイピング装置１では、図４Ａおよび図５Ａに示すようにエッジ部Ｅの衝突ガス平均圧力を増加させることになる。しかし、前述のように吸引管３の形状および吸引口３ａからのエアーの吸引によって、エッジ部ＥのワイピングガスＧの流れを整流化し、鋼板Ｐの外側から鋼板Ｐの上下方向へ改善することによって、スプラッシュＳが鋼板Ｐの外側へ飛散することを防止している。
　ワイピングガスＧは、鋼板Ｐに衝突すると上下方向に分配されるが、従来のワイピング装置１において、鋼板Ｐのエッジ部Ｅの外側では衝突点が変動するためにガスが持つ運動エネルギーが減少し、衝突ガス平均圧力が低下する。このように鋼板Ｐのエッジ部Ｅから鋼板Ｐのセンター部Ｃへ３ｍｍ内側の点Ｆの衝突ガス圧力が低下する結果、鋼板Ｐのエッジ部Ｅのガス圧力差が発生し、この圧力差によって鋼板Ｐのエッジ部Ｅに衝突したガスは外側に流れることになる。図７Ｂに示すように、鋼板Ｐのエッジ部Ｅの外側のガス流れの乱れが大きいほど、圧力勾配が大きくなり、鋼板外側へのガス流れが大きくなる。この場合、ワイピングガスＧにより発生したスプラッシュＳは、鋼板Ｐのエッジ部Ｅに飛散することになる。
　また、図７Ｃに示すように、鋼板Ｐのエッジ部Ｅの外側にエッジプレートＢ等の整流板を設置した場合、整流化効果によりエッジ部Ｅの圧力低下が抑制され、その結果、横方向へのスプラッシュＳの飛散は抑制される。しかし、エッジプレートＢは、鋼板Ｐのエッジ部Ｅに近接して設置する必要があるため、スプラッシュＳが付着して堆積し、鋼板Ｐのエッジ部Ｅの擦り疵発生の原因となる。一方、図７Ａに示すように、本実施形態におけるワイピング装置１では、吸引管３の供給管３ｂへ駆動ガスｇを供給して、吸引口３ａからエアーを吸引することで、鋼板Ｐのエッジ部Ｅとの距離を大きくしても、エッジ部Ｅの外側のワイピングガスＧの衝突を安定化し、エッジ部Ｅの圧力低下を抑制することができる。
　次に、吸引管３やエッジプレートＢ等による整流化効果を示す指標として、鋼板Ｐのセンター部Ｃに対するエッジ部Ｅの衝突ガス圧力比（Ｐｅ／Ｐｃ）を定義し、衝突ガス圧力比（Ｐｅ／Ｐｃ）とスプラッシュ飛散角度θとの関係について実験的に調査を行った（Ｐｅ：鋼板Ｐのエッジ部Ｅの衝突ガス圧力、Ｐｃ：鋼板Ｐのセンター部Ｃの衝突ガス圧力）。衝突ガス圧力比（Ｐｅ／Ｐｃ）は、吸引管３の断面形状、吸引管エアー供給量を変更して調整した。図８Ｂからエッジ部Ｅのガス圧力が低下する程、横方向のスプラッシュＳ飛散が多くなることが分かる。したがって、鋼板Ｐのエッジ部Ｅと整流化装置との距離が小さいと、スプラッシュＳの付着量が多くなることが考えられる。そこで、整流化の指標として、鋼板Ｐのセンター部Ｃに対するエッジ部Ｅの衝突ガス圧力比（Ｐｅ／Ｐｃ）を用いることとした。
　図９および図１０に、それぞれエッジプレートＢおよび吸引管３の設置位置と、衝突ガス圧力比（Ｐｅ／Ｐｃ）およびスプラッシュ飛散角度θとの関係を整理した。図９に示すように、エッジプレートＢの場合、衝突ガス圧力比（Ｐｅ／Ｐｃ）が０．８未満では、エッジオーバーコートが発生したため、エッジオーバーコート対策のために衝突ガス圧力比（Ｐｅ／Ｐｃ）は０．８以上必要である。また、エッジプレートＢと鋼板Ｐのエッジ部Ｅとの距離は、６ｍｍ以内を確保する必要がある。しかしながら、この場合、スプラッシュ飛散角度θは１０°程度であるが、エッジプレートＢが鋼板Ｐのエッジ部Ｅに近接している。そして、エッジプレートＢと鋼板Ｐのエッジ部Ｅとの距離が７ｍｍ以下において、スプラッシュＳが付着し、長期間での操業は困難であることが判明した。
　一方、本実施形態における吸引管３を使用した場合は、図１０に示すように吸引管３と鋼板Ｐのエッジ部Ｅとの距離を１５ｍｍ以内とすることで、エッジオーバーコートを安定して回避することが可能となる。また、吸引管３と鋼板Ｐのエッジ部Ｅとの距離を２ｍｍ以上とすることで、スプラッシュＳ付着をより確実に回避することができる。以上より、吸引管３と鋼板Ｐのエッジ部Ｅとの距離を２～１５ｍｍの範囲にて設置することで、長時間での操業で使用可能であることが判明した。
　図１１の図中の数字は、各整流化装置と鋼板Ｐのエッジ部Ｅとの距離を示している。図９および図１０に示すように、いずれの整流化装置においても鋼板Ｐのエッジ部Ｅとの距離を所定の条件とすることで、エッジ部Ｅの圧力低下を抑制することは可能であるが、同一距離の場合、吸引管３を用いる方が、衝突ガス圧力比（Ｐｅ／Ｐｃ）が大きく改善される。これは吸引管３を用いることで、鋼板Ｐの外側でワイピングガスＧ同士が、直接衝突することによる乱流発生が抑制される効果に加え、吸引管３からのエアー吸引によるワイピングガスＧ同士の衝突点の変動が抑制されるためである。所定の衝突ガス圧力比（Ｐｅ／Ｐｃ）（０．８以上）を得るために、エッジプレートＢの場合には、図１１に示すようにエッジプレートＢへの付着量が増加することが判明した。図８Ｂに示したように、圧力比を改善した場合に、スプラッシュＳの横方向の飛散が改善するものの、エッジプレートＢの場合は、鋼板Ｐのエッジ部Ｅに近接させる必要があり、スプラッシュＳの付着を回避することが困難なためである。一方、本実施形態におけるワイピング装置１では、吸引管３と鋼板Ｐのエッジ部Ｅとの距離を離すことが可能であり、圧力比に拘わらずスプラッシュＳの付着を回避可能となる。したがって、連続式の溶融めっき装置において長期間に亘り、板幅方向のめっき厚みを均一化することが可能である。
　なお、本実施形態におけるワイピング装置１では、吸引管３の断面形状を楕円形としているが、変形例として、図１２Ａに示すようなエッジプレートＢに吸引管３効果を取り入れた長方形の吸引管３Ａとしたり、図１２Ｂ、図１２Ｃ或いは、図１２Ｄの示すような整流プレートｐによる整流効果を発揮する類似の形状の吸引管３Ｂ、３Ｃ、３Ｄにすることも可能である。なお、いずれの場合も、断面形状が鋼板Ｐの引き上げ方向Ｄに幅広で、かつ外側に凸形状とする。これにより、吸引管３に衝突して上下に分離されたワイピングガスＧは、吸引管３の外側の凸形状に沿って上下に導かれ、整流されるので、鋼板Ｐの外側でワイピングガスＧが衝突することによる乱流の発生が防止され、前述と同様の整流効果が得られる。
　次に、吸引管３の形状による整流効果について説明する（図１３）。なお、比較のために図１３では、円形断面の吸引管１０３の場合についても示している。円形断面の吸引管１０３の場合、ワイピングガスＧが円形断面の吸引管１０３に衝突後、円形断面の吸引管３を回り込んで再び衝突するため、ガス流れが乱れて衝突点が振動する。一方吸引管３（楕円）や吸引管３Ａ（長方形）の場合、これらの形状の吸引管３に衝突したワイピングガスＧは、吸引管３に沿って上下方向向きに導かれる。ガスの吸引管３壁面からの剥離点でのガス流れの向きが、吸引管３（楕円）や吸引管３Ａ（長方形）では上下方向寄りとなるため、ガス同士の再衝突の際の衝突圧が低下し、乱流の発生が防止される。そのため、楕円や長方形などと比較して整流効果が低下し、スプラッシュ付着量も他形状と比較して大きいことが判明した。円形断面の場合、エッジオーバーコート解消のためには、吸引管の長辺長さ（直径）を３５ｍｍ程度にする必要がある。一方、溶融めっき鋼板の製造条件において、図１に記載のワイピングノズル２ａ，２ｂ間の距離の最小値は、１０～２０ｍｍ程度に設定する必要があるため、この円形断面の吸引管では設置が困難である。そこで本実施形態におけるワイピング装置１では、断面形状を鋼板Ｐの引き上げ方向Ｄに幅広とし、かつ外側に凸形状である吸引管３とすることで、ワイピングノズル２ａ，２ｂ間に設置可能とし、かつ種々の操業条件においても整流効果を発揮可能とした。
　次に吸引管の断面形状について、詳細検討を行った。本実施形態におけるワイピング装置１において、整流効果を発揮させるために、長辺長さで１５～５０ｍｍ、断面の短辺に対する長辺の比が１．２～１０であることが望ましいことを実験により明らかにした。以下に、その内容について説明する。
　本実施形態におけるワイピング装置１の吸引管３の使用前には、エッジ部Ｅの圧力低下が大きく、衝突ガス圧力比（Ｐｅ／Ｐｃ）で０．４６程度であった。そこで、吸引管３を使用したワイピング装置１の目標圧力比を０．８以上とし、改善可能な吸引管形状について調査を行った。
　吸引管の断面形状については、図１３で述べたように、ワイピングガスＧの衝突後の流れにおいて整流化効果が最も大きい楕円を使用することが望ましい。また、図１に記載のワイピングノズル２ａ，２ｂ間の距離の最小値は１０～２０ｍｍ程度に設定する必要があるため、図２に記載の吸引管３への駆動ガスｇの供給管３ｂは外径（短辺）を１０～２０ｍｍ以下とする必要がある。吸引管３内において、供給管３ｂからの駆動ガスｇにおけるエゼクタ効果を発揮させるためには、供給管３ｂ径を小さくして吸引管３内における流速を向上させることがエゼクタとしての機能を最大限発揮させることがわかった。よってガス供給管の断面形状として円形を使用する場合、工業用配管における最小径である６Ａ（外径１０．５ｍｍ）を使用することとした。
　表１～表３には、各種楕円形状の吸引管３を製作、供給管３ｂより駆動ガスｇとして圧縮空気を導入した場合のエッジオーバーコート解消効果について調査した結果を示す。なお、以下の表中において、エッジオーバーコート改善効果は、４段階表示で、
　４：Ｐｅ／Ｐｃ＞０．９、
　３：０．８≦Ｐｅ／Ｐｃ≦０．９、
　２：０．６≦Ｐｅ／Ｐｃ＜０．８、
　１：０．６＞Ｐｅ／Ｐｃ
を示す。４段階表示で数値が大きいほど、エッジオーバーコート改善効果が大きいとする。また、メタル付着状況は、３段階表示で、
　３：メタル付着なし、
　２：メタルは付着するが、長時間操業が可能、
　１：メタル付着により長時間操業が不可能
を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表１より、短辺長さが最小の１０ｍｍとした場合、長辺長さが１０ｍｍの場合には、エッジオーバーコートの改善効果が不十分であり、さらに吸引管３へのメタル付着により長時間使用が困難であることが判明した。そこで、長辺長さを１５ｍｍ以上に大きくした場合、吸引管３の吸引風量が増加し、衝突ガス圧力比（Ｐｅ／Ｐｃ）が大きく改善することが判明した。なお、長辺長さが５５ｍｍ以上の場合、供給管３ｂの直径に対して吸引管３の断面積が大きくなりすぎるため、吸引風速が減少し、エッジオーバーコート改善効果が得られないことが判明した。これにより、長辺長さの最適範囲は１５ｍｍ～５０ｍｍであることが確認できた。
　次に、表２より、短辺長さを１５ｍｍに設定した場合、同一長辺長さにおいて吸引風量が短辺１０ｍｍよりも増加するが、吸引管３の風速が低下するため、改善効果が減少することが判明した。同様に長辺長さを長くしたところ、改善効果を確認したが、長辺が５５ｍｍの場合、短辺長さ１０ｍｍと同様にエッジオーバーコートの改善効果が得られないことが判明した。また、表３より、短辺長さを２０ｍｍとした場合、短辺長さを１５ｍｍとした場合よりもさらに操業可能範囲は減少した。これにより、長辺／短辺の比の下限値は１．０～１．２５であり、最適範囲は１．２以上であることが確認できた。
　次に、吸引管３の断面形状が長方形の吸引管３Ａを用いる場合について、調査を行った。表４～表６は、その調査結果を示している。楕円管は円管を変形させて製作したが、長方形については鋼板を溶接して製作可能なため、任意の板厚の素材を用いて製作可能である。短辺長さとして５ｍｍの長方形管の場合、供給管３ｂの外径も５ｍｍ以下とする必要があるため、吸引風量が３０Ｎｍ3／Ｈｒが上限となった。また、効果を発揮する長辺長さも楕円形同様、５０ｍｍ以下となることが判明した。短辺長さが１０ｍｍ、１５ｍｍの長方形管の場合は楕円形状同様、断面積増により吸引風量は改善されるものの、短辺５ｍｍに対して吸引風速が低下するため、エッジオーバーコート改善効果が小さくなった。長方形管の場合、エッジオーバーコート改善効果を発揮可能な長辺／短辺比は１０以下であることが確認できた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　次に、吸引管形状がひし形の吸引管３Ｂについての同様の検討を行った。表７～表９は、その調査結果を示している。ひし形の場合、長方形に対して吸引風量は減少するが、断面積が小さくなるため吸引風速が増加する。その結果、エッジオーバーコート改善効果は大きくなることが判明した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
　なお、目標のエッジオーバーコート改善効果が得られた吸引管３の形状であれば、スプラッシュの付着量は数ｇ／Ｈｒ程度と軽微であり、付着増に伴うトラブルは確認されなかった。
　以上の知見から、吸引管の長辺長さは１５ｍｍ～５０ｍｍとし、断面の短辺に対する長辺の比が１．２～１０を最適形状とした。なお、吸引管の最適形状について、オーバーコート改善に必要な衝突ガス圧力比（Ｐｅ／Ｐｃ）の目標に応じて異なるため、前記と同等の効果が得られた場合は、全て本発明と同様の効果とすべきである。
　本発明によれば、断面形状が鋼板の引き上げ方向に幅広である吸引管を備えたことにより、鋼板の外側でワイピングガス同士が直接衝突することによる乱流の発生を防止するとともに、鋼板のエッジ部におけるワイピングガスの噴流の鋼板への衝突力の低下を抑制することができる。従って、エッジオーバーコートおよびスプラッシュを防止することが可能となる。
　１：ワイピング装置
　２ａ、２ｂ：ワイピングノズル
　３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、１０３：吸引管
　３ａ：吸引口
　３ｂ：供給管
　４ａ、４ｂ：スリット
　１１：溶融めっき装置
　１２：溶融めっき浴
　１３：スナウト
　１４：シンクロール
　１５：ワイピングノズル
　Ａ：圧力計
　Ｂ：エッジプレート
　Ｃ：センター部
　Ｄ：引き上げ方向
　ｄ１：ワイピングノズルと鋼板との距離
　ｄ２：エッジ部と吸引管との距離
　Ｅ：エッジ部
　Ｆ：鋼板のエッジ部から鋼板のセンター部へ３ｍｍ内側の点
　Ｇ：ワイピングガス
　ｇ：駆動ガス
　Ｐ：鋼板
　ｐ：整流プレート
　Ｓ：スプラッシュ
　Ｕｇ：ワイピングガス速度
　δ0：ストリップによる持ち上げ液膜

Claims (9)

  1. 　溶融めっき浴から引き上げられる鋼板を挟んで、両側に前記鋼板の板面に向かってそれぞれ配置された一対のワイピングノズルから、ワイピングガスを前記鋼板に吹き付けるワイピング装置であって、
    　前記一対のワイピングノズル間の前記鋼板の幅方向の両側に、前記鋼板と平行にそれぞれ配置され、エアーを吸引する吸込口が前記鋼板の側端面に向かって配置され、断面形状が前記鋼板の引き上げ方向に幅広である吸引管を備えている
    ことを特徴とするワイピング装置。
  2. 　前記吸引管は、前記鋼板の前記引き上げ方向の幅が１５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のワイピング装置。
  3. 　前記吸引管は、断面の短辺に対する長辺の比が１．２～１０であることを特徴とする請求項１又は２に記載のワイピング装置。
  4. 　前記吸込口と前記鋼板の前記側端面との距離が２ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のワイピング装置。
  5. 　前記吸込口と前記鋼板の前記側端面との距離が２ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載のワイピング装置。
  6. 　請求項１又は２に記載のワイピング装置を備えていることを特徴とする溶融めっき装置。
  7. 　請求項３に記載のワイピング装置を備えていることを特徴とする溶融めっき装置。
  8. 　請求項４に記載のワイピング装置を備えていることを特徴とする溶融めっき装置。
  9. 　請求項５に記載のワイピング装置を備えていることを特徴とする溶融めっき装置。
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