JP2000219945A

JP2000219945A - 溶融金属メッキ鋼帯の製造装置

Info

Publication number: JP2000219945A
Application number: JP11023912A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Ishino; 和成石野; Kazuhiro Usami; 和弘宇佐美
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1999-02-01
Filing date: 1999-02-01
Publication date: 2000-08-08

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な装置構成により低コストで鋼帯の形状
不良に関係なく、また、溶融金属充填初期段階において
も、確実に溶融金属をシールできる溶融金属メッキ鋼帯
の製造装置を提供する。【解決手段】溶融金属２を保持するメッキポット３底
部に開口部を設け、該開口部下方からメッキポット内に
鋼帯１を進入させて溶融金属メッキを行う溶融金属メッ
キ鋼帯の製造装置において、前記開口部下側に気体静圧
を付与する手段９、前記開口部直下に前記メッキポット
に進入直前の鋼帯形状を矯正する形状矯正ロール８、及
び、前記開口部に付与された気体静圧によって鋼帯との
距離が一定に維持されるシール装置４を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空中ポットを用い
る溶融金属メッキ鋼帯の製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼帯の溶融金属メッキ手法の新手法の一
つとして、空中ポットを用いる手法が提案されている。
この手法では、溶融金属を満たしたメッキポットの上下
に鋼帯を通過させるための開口部を設け、鋼帯をメッキ
ポット下部の開口部から鉛直上方へ走行させてメッキポ
ット内を通過させ、鋼帯に付着した溶融金属を凝固させ
てメッキする。このときメッキポット下部の開口部から
溶融金属が漏れるのを防ぐための手段として、例えば特
開平０８−３３７８６０号公報や特開平０７−２５８８
１１号公報のように、溶融金属に電磁力を作用させた
り、更に電磁力に気体静圧を併用したりするシール手法
が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、電磁力を利
用する手法は、装置全体が複雑、コスト高であるだけで
なく、ランニングコストが高価であること、また同時に
鋼帯を加熱させてしまうため、メッキ品質上の問題があ
った。また、電磁力に気体静圧を併用したものもある
が、鋼帯の形状不良（Ｃ反り、バタツキ、耳伸びなど）
による鋼帯とシール部材との接触を避けるために、開口
部を広くとり、その結果鋼帯との距離が大きくなると、
溶融金属が漏れるといった問題があった。また、メッキ
ポット内に溶融金属を満たし始めた初期段階において
は、電磁力が十分作用せず、溶融金属が漏れ出すことも
ある。

【０００４】本発明は上記事情を鑑みて、簡単な装置構
成により低コストで鋼帯の形状不良に関係なく、また、
溶融金属充填初期段階においても、確実に溶融金属をシ
ールできる溶融金属メッキ鋼帯の製造装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、溶融金属が満たされたメッキポット底
部の開口部において溶融金属の表面張力とメッキポット
の溶融金属の圧力ヘッドのバランスがくずれた際に両者
の差圧をできるだけ小さくするという観点から、メッキ
ポット底部の開口部面積を常に必要最小限の範囲に維持
することによって、前記の差圧を最小限にするととも
に、その差分を開口部下側に配設した気体静圧を付与す
る手段で補うことが特徴である。

【０００６】そして、開口部面積を必要最小限に保つた
めの手段として、開口部直下に、メッキポットに進入直
前の鋼帯形状を矯正する形状矯正ロールを設け、また開
口部にメッキポットの溶融金属をシールするシール装置
を設ける。シール装置のシール部における鋼帯への最近
接部と形状矯正ロール軸心との鉛直距離をＹ、形状矯正
ロール直径をＤとした場合、シール装置と形状矯正ロー
ルは、Ｄ／２＜Ｙ＜Ｄの関係を満足するように配設され
る。シール装置と形状矯正ロールをＹ＜Ｄの関係を満足
するように配設すると、シール部での鋼帯の形状不良の
影響をなくし、鋼帯とシール装置との接触を防止する効
果がより優れる。鉛直距離Ｙが小さい方が前記効果が優
れるが、鉛直距離Ｙが小さくなると、シール装置の構造
面の制約や操業面で支障がでるおそれがあるのでＤ／２
＜Ｙとした。

【０００７】また、前記シール装置は、開口部下側から
付与する気体静圧によって、シール部における鋼帯への
最近接部と鋼帯との水平距離を自由に調整できる、シー
ル部材の水平方向移動機構を備えている。気体静圧が付
与されていないときはシール部材が鋼帯に押し当てられ
ており、気体静圧が付与されると、その圧力によりシー
ル部材が水平に鋼帯から離れる方向に移動し、鋼帯との
水平距離Ｘが０ｍｍ＜Ｘ＜５ｍｍの範囲内の一定位置に
維持される。シール部材と鋼帯との水平距離Ｘを前記の
範囲内にすることによって、シール部での鋼帯とシール
装置との接触を防止し、溶融金属の漏れを防止する効果
が優れる。

【０００８】ここで、シール部材はセラミック、カーボ
ン、ステンレスなどの材質でよく、またメッキポット底
部の開口部の下側に気体静圧を付与する際に、気体がシ
ール部材の表面をスムースに流れる形状であればその断
面形状は問わないが、例えばロール状（円形断面）、楕
円、流線型が望ましい。

【０００９】また、シール部材に強制駆動されるロール
を配設してもよい。配設したロールを溶融金属が漏れ出
さない方向、すなわち鋼帯を下から上に持ち上げる方向
に駆動すると、溶融金属の表面張力が作用して溶融金属
の漏れを防ぐ効果が更に優れる。

【００１０】シール部材の水平方向移動機構は、バネな
どで常に鋼帯に対してシール部材を押しつける構造から
なる。あるいは、モータ駆動、油圧、空圧などのアクチ
ュエータを利用して、鋼帯に押しつけ力を作用せる構造
でもかまわない。さらに、鋼帯とシール部材間の水平距
離Ｘを検出するセンサが付設されていてもよい。鋼帯と
シール部材間の水平距離Ｘが０ｍｍ＜Ｘ＜５ｍｍの範囲
内になるように、付与する気体静圧を調節したり、アク
チュエータ駆動力を制御したり、あるいは両方を併用し
て制御する。いずれの手段においても、気体静圧を付与
したときには、気体静圧によって、シール部材が鋼帯か
ら離れて鋼帯とシール部材間の水平距離Ｘが０ｍｍ＜Ｘ
＜５ｍｍの範囲内になる開口部を形成できる程度の押し
つけ力でなければならない。

【００１１】また、シール装置の開口部における溶融金
属の表面張力とメッキポットの溶融金属の圧力ヘッドの
差分を、開口部の下方から気体静圧を付与して補う。気
体静圧の付与は、メッキポットの下側に気体静圧ボック
スを配設して、気体静圧ボックスに、の溶融金属の圧力
ヘッドよりも大きい気体静圧を付与してもよく、またシ
ール装置の開口部の下側に気体ノズルを配設し、前記ノ
ズルによってメッキポット内の溶融金属の圧力ヘッドよ
りも大きい気体静圧を付与してもよい。

【００１２】このような構造により、溶融メッキ中は、
シール部材の鋼帯方向への押しつけ力と、シール装置の
開口部に付与される気体静圧とのバランスにより、鋼帯
とシール部材との水平距離Ｘが一定に維持される。ま
た、仮に鋼帯の板厚が変化しても、それに応じてシール
部材が水平方向に移動することによって、常に鋼帯とシ
ール部材との距離を一定に保つことができる。また、鋼
帯の形状不良による鋼帯とシール部材との接触を避ける
ために必要以上に開口部を大きくすることを避けること
ができ、開口部における溶融金属の表面張力とメッキポ
ットの溶融金属の圧力ヘッドの差を必要最小限の範囲に
維持できる。そして、開口部の下側から気体静圧を付与
して前記差分を補うことによって、鋼帯の板厚変動や形
状不良と無関係に、また磁力など用いることなく、単純
な構造でメッキポットの溶融金属を確実にシールするこ
とができる。

【００１３】さらに、気体静圧が付与されていないとき
には、シール部材が鋼帯に押付けられて、開口部が閉じ
られているため、メッキポット内に溶融金属を充填する
際の溶融金属の漏れも防ぐことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基いて具体的に説明する。図１は、本発明の実
施の形態に係る溶融メッキ鋼帯の製造装置を示す図であ
る。図１において、１は鋼帯、３は溶融金属２を満たし
たメッキポット（空中ポット）、４はメッキポット３底
部に設置されたシール装置、５はシール装置４のシール
部材、６はシール部材５を水平方向に移動するスライド
機構、７はシール装置４の開口部、８は形状矯正ロー
ル、９はメッキポット３の下側に配設されている気体静
圧ボックスである。

【００１５】シール部材５は、断面形状が円形のロール
で、図示されていない駆動機構によって回転可能に配設
されている。

【００１６】また、シール装置４のシール部材５は、シ
ール部材５と形状矯正ロール８との鉛直距離Ｙ、形状矯
正ロール８の直径Ｄに対して、Ｄ／２＜Ｙ＜Ｄの関係を
満たすように配設されている。

【００１７】シール装置４の開口部７では、バネを内蔵
したスライド機構６により、シール部材５と鋼帯１との
距離を任意に変えることができる。すなわち、気体静圧
ボックス９に気体静圧が付与されていないときは、スラ
イド機構６に内蔵されたバネの押しつけ力により、鋼帯
１を挟んで配設されているシール部材５を鋼帯１に押し
つけて開口部７を閉じる。気体静圧ボックス９に気体静
圧が付与されると、シール部材５の下側から気体静圧が
作用し、鋼帯１とシール部材５との間隔Ｘが０ｍｍ＜Ｘ
＜５ｍｍの範囲内でシール部材５が鋼帯１に接触しない
最小限の開口部７が形成される。

【００１８】なお、溶融金属２が漏れ出さぬよう、あら
かじめスライド機構６内のバネ定数と気体静圧ボックス
９の気体静圧力とメッキポットの溶融金属の圧力ヘッド
が調整される。

【００１９】溶融メッキ中、鋼帯１は下方から鉛直上方
に走行し、形状矯正ロール８を通過後、直上のシール装
置４の開口部７からメッキポット３に進入し、メッキポ
ット３の上方に引き上げられて、溶融メッキされる。本
装置では、メッキポット３に進入直前の鋼帯形状が矯正
され、鋼帯１とシール部材５との接触を防止でき、ま
た、溶融金属ポット３の開口部７からの溶融金属２の漏
れを防ぐことができる。また、シール部材５が駆動ロー
ルで構成されているので、このロールを溶融金属２が漏
れ出さない方向、すなわち鋼帯１を下から上に持ち上げ
る方向に回転することにより、溶融金属２の表面張力が
作用して開口部７からの溶融金属２の漏れを防ぐ効果が
さらに優れる。

【００２０】メッキ作業を行わない場合、気体静圧ボッ
クス９への気体静圧の付与がなくなり、シール部材５が
鋼帯１に押付けられ、開口部７が閉じられ、溶融金属２
の漏れが防がれる。

【００２１】本発明の装置に使用するシール部材は、図
１に示すような断面形状が円形の回転ロール５に限定さ
れず、例えば、図２に示すような断面形状が楕円形で非
回転のシール部材５ａを使用することもできる。

【００２２】図３の装置では、スライド機構６の内部に
モータ、油圧、空圧などのアクチュエータ（図示なし）
を備え、鋼帯１とシール部材５との水平距離を検出する
ためのセンサ１１、センサ１１からの出力に基いてアク
チュエータの力を制御するコントロール装置１０、気体
静圧ボックス９内の圧力を検出する圧力計１２を備え
る。圧力計１２が気体静圧ボックス９内ニ付与された圧
力を検出すると、センサ１１からの出力をコントロール
装置１０を介してアクチュエータにフィードバックして
アクチュエータの力を制御して鋼帯１とシール部材５と
の水平距離を制御し、開口部７の開口面積を所定の必要
最小限の面積に維持する。めっき作業を中止して気体静
圧ボックス９の内圧の付与が行われなくなると、シール
部材５を閉じる。メッキポット３内は高温環境にあるの
で、図４に示すようにスライド機構６のアクチュエー
タ、センサ１１などをメッキポット３の外部に設置して
もかまわない。

【００２３】図５の装置では、気体静圧ボックス９の代
わりに、気体ノズル９ａが配設されている。気体ノズル
９ａによって、開口部７の直下部へ気体静圧を付与し、
開口部７の面積を必要最小限に維持すると同時に溶融金
属２の漏れを防止する。

【００２４】いずれの装置においても、開口部７に付与
される気体静圧は、メッキポット３の溶融金属２の液面
高さによる圧力ヘッドとスライド機構６を水平方向に移
動させるのに必要な力の合計より高い値に設定されてい
る。

【００２５】

【発明の効果】本発明の溶融金属メッキ鋼帯の製造装置
により、鋼帯の板厚、形状不良に関係なく、わずかな気
体静圧を加えるだけで、溶融金属が漏れることなく、安
定したメッキを施すことが可能となり、また、溶融金属
充填初期段階においても、確実に溶融金属をシールでき
る。

【００２６】また、電磁力を利用する場合に比べて、簡
易で安価な装置で済み、鋼帯が加熱されることによるメ
ッキ品質上の問題もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る溶融金属メッキ鋼帯
の製造装置を示す図。

【図２】本発明の実施の形態に係る溶融金属メッキ鋼帯
の製造装置で、シール部材に断面形状が楕円形のシール
部材を備える装置を示す図。

【図３】本発明の実施の形態に係る溶融金属メッキ鋼帯
の製造装置で、シール部材と鋼帯との距離を検出するセ
ンサ及び前記距離を調整するアクチュエータを付設した
スライド機構を備える装置を示す図。

【図４】本発明の実施の形態に係る溶融金属メッキ鋼帯
の製造装置で、シール部材と鋼帯との距離を検出するセ
ンサ及び前記距離を調整するアクチュエータをメッキポ
ットの外部に備える装置を示す図。

【図５】本発明の実施の形態に係る溶融金属メッキ鋼帯
の製造装置で、シール装置の開口部直下に気体静圧を付
与する気体ノズルを備える装置を示す図。

【符号の説明】

１鋼帯２溶融金属３メッキポット（空中ポット）４シール装置５、５ａシール部材６スライド機構７開口部８形状矯正ロール９気体静圧ボックス９ａ気体ノズル１０コントロール装置１１センサ１２圧力計

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融金属を保持するメッキポット底部に
開口部を設け、該開口部下方からメッキポット内に鋼帯
を進入させて溶融金属メッキを行う溶融金属メッキ鋼帯
の製造装置において、前記開口部下側に気体静圧を付与
する手段、前記開口部直下に前記メッキポットに進入直
前の鋼帯形状を矯正する形状矯正ロール、及び、前記開
口部に付与された気体静圧によって鋼帯との距離が一定
に維持されるシール装置を配設したことを特徴とする溶
融金属メッキ鋼帯の製造装置。
【請求項２】シール装置のシール部における鋼帯への
最近接部と鋼帯との水平距離をＸ、形状矯正ロール軸心
と前記鋼帯への最近接部との鉛直距離をＹ、形状矯正ロ
ール直径をＤとした場合、シール装置と形状矯正ロール
が以下の関係を満足するように配設されていることを特
徴とする請求項１記載の溶融金属メッキ鋼帯の製造装
置。０ｍｍ＜Ｘ＜５ｍｍ且つＤ／２＜Ｙ＜Ｄ
【請求項３】シール装置が、シール部における鋼帯へ
の最近接部と鋼帯との水平距離Ｘを０ｍｍ＜Ｘ＜５ｍｍ
の範囲内に調整可能とする、シール部材の水平方向移動
機構を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記
載の溶融金属メッキ鋼帯の製造装置。
【請求項４】シール装置のシール部材が、気体静圧が
付与されていないときは、水平方向移動機構によって鋼
帯に密着し、気体静圧が付与されたときは、付与された
気体静圧によって鋼帯との水平距離Ｘが０ｍｍ＜Ｘ＜５
ｍｍの範囲内の一定位置に維持可能に配設されているこ
とを特徴とする請求項３記載の溶融金属メッキ鋼帯の製
造装置。
【請求項５】シール部材に強制駆動されているロール
が配設されていることを特徴とする請求項１〜請求項４
記載の溶融金属メッキ鋼帯の製造装置。
【請求項６】シール部材の水平方向移動機構に、シー
ル部材と鋼帯との水平距離Ｘを検出するセンサ、及び、
前記センサで検出した水平距離Ｘに基づいて、開口部に
付与された気体静圧で鋼帯とシール装置との距離を調整
するかわりに又は前記気体静圧と協働して、鋼帯との水
平距離Ｘを０ｍｍ＜Ｘ＜５ｍｍの範囲内の一定位置に調
整するアクチュエータが付設されていることを特徴とす
る請求項３〜請求項５記載の溶融金属メッキ鋼帯の製造
装置。
【請求項７】開口部下側への気体静圧の付与手段とし
て、メッキポットの下側にメッキポット内圧力ヘッドよ
りも大きい気体静圧を付与する気体静圧ボックスを配設
したことを特徴とする請求項１〜請求項６記載の溶融金
属メッキ鋼帯の製造装置。
【請求項８】開口部下側への気体静圧の付与手段とし
て、シール装置の開口部の下側にメッキポット内圧力ヘ
ッドよりも大きい気体静圧を付与する気体ノズルを配設
したことを特徴とする請求項１〜請求項６記載の溶融金
属メッキ鋼帯の製造装置。