JP4599708B2 - 連続溶融金属めっき鋼帯の製造装置および製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続的に溶融金属めっき鋼帯を製造する際にワイピングガスが溶融金属めっき浴面を波立たせることにより発生するスプラッシュや浴面でのめっき金属の酸化物を抑制する装置と方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な連続溶融金属めっき鋼帯の製造方法は、図８に示すように、鋼帯１を溶融金属めっき浴槽（めっき浴槽）２に連続的に浸漬し、シンクロール３にて鉛直方向に向きを変え、サポートロール４を通過後、該めっき浴槽２から引上げ、めっき浴面上に設置したガスワイピングノズル５から気体（ワイピングガス）を吹付けることにより鋼帯１表面に余剰に付着した溶融金属を払拭して所定の付着量に調整するようになっている。
【０００３】
このようにワイピングガスを鋼帯１に吹付けることにより、ワイピングガスが鋼帯１表面に沿ってめっき浴面方向に流下して、めっき浴面を波立たせ、めっき浴面からスプラッシュ８や溶融金属の酸化物９を発生させる。
【０００４】
発生したスプラッシュ８がワイピングノズル５や鋼帯１表面に付着するとめっき表面外観が悪化する。また、発生した酸化物９が鋼帯１表面に付着してめっき表面の外観が悪化するのを防ぐために、めっき浴面から酸化物９を取り除く作業が必要となるばかりでなく、酸化物９を取り除くことによって有効に利用できる溶融金属の割合が少なくなり歩留の低下を招く。ライン速度を増速すると、所定の付着量を確保するためにはワイピングガス流速を増速させなければならないことから、スプラッシュ８や酸化物９の発生量が増加し、前記問題が一層顕著になる。このようにスプラッシュ８や酸化物９の発生は品質不良や生産性の向上を阻害する要因となっている。
【０００５】
このようなスプラッシュ８や酸化物９の発生を抑制する対策として、以下のような提案がある。酸化物抑制方法としては、めっき浴面からワイピングノズルの上を囲い、ワイピングガスとして窒素などの非酸化性ガスを用いる方法（例えば、特開平２−１８２８７０号公報）がある。また、特開平６―３４６２１１号公報には、ワイピングノズルとめっき浴面の間にスリット状のガス噴射孔を有する噴流ノズル（図８の符号２１）を設けて、ワイピングガスが浴面に吹き付けられるのを遮る方法が記載されている。
【０００６】
しかしながら、非酸化性ガスでワイピングする方法は、囲いが必要であるだけでなく、亜鉛などのめっきにおいては僅かな酸素が存在していても溶融金属が酸化するため酸素濃度を低下させるために多大の工夫と費用が掛ると言った問題点がある。また、スリット状のガス噴射孔を有する噴流ノズルを設ける方法は、該ノズル２１から噴射されるガスの動圧の作用によってワイピングガスを遮るため、該噴流ノズルから噴射されたガスがめっき浴面を波立たせることになり、あまり効果がない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、連続溶融金属めっき鋼帯を製造時に、めっき浴面上で余剰な溶融金属を払拭するために用いるワイピングガスがめっき浴面を波立たせて発生させるスプラッシュや酸化物を、簡易かつ効果的に抑制する装置と方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の手段は次のとおりである。
（１）鋼帯を連続的に浸漬してその表面に溶融金属を付着するめっき浴槽と、該めっき浴槽から鉛直方向に引上げられた鋼帯表面に気体を吹付けて余剰な溶融金属を払拭するガスワイピングノズルを有する連続溶融金属めっき鋼帯の製造装置において、該ガスワイピングノズルと該めっき浴槽の浴面との間に、鋼帯との間に静圧を発生するためのスリットを備えるヘッダー室を有するエアパッドを設け、該エアパッドの鋼帯に対面する側の上部側と下部側の各々に離間して一対のスリットを配設し、前記上部側に配設したスリットは水平方向より下向きに、また前記下部側に配設したスリットは水平方向より上向きに、各々加圧気体を吐出可能に配設されていることを特徴とする連続溶融金属めっき鋼帯の製造装置。
（２）鋼帯を連続的に浸漬してその表面に溶融金属を付着するめっき浴槽と、該めっき浴槽から鉛直方向に引上げられた鋼帯表面に気体を吹付けて余剰な溶融金属を払拭するガスワイピングノズルを有する連続溶融金属めっき鋼帯の製造装置において、該ガスワイピングノズルと該めっき浴槽の浴面との間に、鋼帯との間に静圧を発生するためのスリットを備えるヘッダー室を有するエアパッドを設け、該エアパッドは、鋼帯に対面する側に、鋼帯に対してほぼ平行に配設された部分を備え、該平行に配設された部分の下端側に水平方向より上向きに加圧気体を吐出可能に配設されたスリットを備えることを特徴とする連続溶融金属めっき鋼帯の製造装置。
（３）スリットの加圧気体吐出方向が、水平面から上向きに３０°〜７０°の範囲にあることを特徴とする前記（２）に記載の連続溶融金属めっき鋼帯の製造装置。
（４）エアパッドは、鋼帯に対してほぼ平行に配設された部分の上端側に、鋼帯走行方向に加圧気体を吐出可能に配設されたスリットを備えることを特徴とする前記（２）または（３）に記載の連続溶融金属めっき鋼帯の製造装置。
（５）エアパッドは、該エアパッドの上部外壁面に沿って鋼板方向に向かって気体を吐出可能に配設されたスリットを備えることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の連続溶融金属めっき鋼帯の製造装置。
（６）前記（１）〜（５）のいずれかに記載の連続溶融金属めっき鋼帯製造装置を用いてめっき鋼帯を製造するにあたり、エアパッドと鋼帯との距離を１０〜１００ｍｍの範囲かつガスワイピングノズルと鋼帯との距離よりも大きくし、またエアパッドのヘッダー室圧力を１〜２０ｋＰａとするとともに、該ガスワイピングノズルと該鋼帯との距離に応じて該エアパッド圧力を調整することを特徴とする連続溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳しく説明する。
図８に示した従来の装置では、ガスワイピングノズル５からワイピングガスを鋼帯１に吹付けることにより、ワイピングガスが鋼帯１表面に沿ってめっき浴面方向に流下して、めっき浴面を波立たせ、めっき浴面からスプラッシュ８や溶融金属の酸化物９を発生させるという問題がある。
【００１０】
めっき浴面で発生するスプラッシュ８や酸化物９を抑制するには、ワイピングガスがめっき浴面を乱して波立ちを起すことを抑制する必要があり、そのためにはワイピングガスがめっき浴面に到達する時の流速を遅くすることが有効と言える。
【００１１】
ワイピングノズル５とめっき浴面との間に、鋼帯１との間に静圧を発生させるためのスリットを備えるヘッダー室を有するエアパッドを設置し、このエアパッドと鋼帯との間に圧力が高い領域（静圧領域）を形成することにより、ワイピングガスの流下する速度を減速させることが可能となる。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る第１の溶融金属めっき鋼帯の製造設備の要部を示す図である。図１の装置では、図８の装置に対して、めっき浴面とガスワイピングノズル５の間に配設された噴流ノズル２１に代えて、エアパッド６が配設されている。
【００１３】
図２は、図１の装置に配設されているエアパッド６の構造例を示す概略断面図である。図２（ａ）では、エアパッド６は中空構造のヘッダー室１１を備え、該ヘッダー室１１の鋼帯１に対面する側の上下各端部側にスリット１２、１３が配設されている。スリット１２からの気体吐出方向は水平面より上向きになり、スリット１３からの気体吐出方向は水平面より下向きになるように配設されている。スリット１２と１３の間の部分は鋼帯とほぼ平行に配設されている。
【００１４】
ヘッダー室１１には図示されていないブロアから加圧気体が送気され、加圧気体はスリット１２、１３から吐出される。図２（ａ）中、Ａはワイピングガスの流れ、Ｂ、Ｃはそれぞれスリット１２、１３から吐出された気体の流れを示す。スリット１２と１３から吐出される加圧気体の作用によって、スリット１２、１３間のエアパッド６と鋼帯１の間に圧力の高い領域（静圧領域）が形成される。ワイピングガスはスリット１３から吐出された気体と衝突し、エアパッド６の上方を鋼帯１から離れる方向に流れる。本エアパッドでは、スリット１２、１３から吐出される気体の圧力が低圧であっても、ワイピングガスの流下する速度を減速させ、めっき浴面を乱すことを防止できる。スリット１２から吐出された気体は下方に流れるが、吐出圧を低くできるため、めっき浴面を乱すことがなくなり、めっき浴面で発生するスプラッシュや酸化物を抑制できる。
【００１５】
図２（ｂ）では、エアパッド６ａは中空構造のヘッダー室１１ａを備え、該ヘッダー室１１ａの鋼帯１に対面する側の上下各端部側が、中央部分１７に対して突起状に形成されており、上下各端部側の突起状部分１５、１６の頂部、中央部分１７は、いずれも鋼帯１に対してほぼ平行に配設されている。突起状部分１５、１６の中央部分１７側の基部に、ヘッダー室１１ａ内の気体を吐出するスリット１２ａ、１３ａが配設されている。
【００１６】
ヘッダー室１１ａには図示されていないブロアから加圧気体が送気され、加圧気体はスリット１２ａ、１３ａから吐出される。図２（ｂ）中、Ａはワイピングガスの流れ、Ｂ、Ｃはそれぞれスリット１２ａ、１３ａから吐出された気体の流れを示す。スリット１２ａと１３ａから吐出される加圧気体の作用によって、上下端側の突起部１５、１６に対して凹状に形成された中央部分１７と鋼帯１との間に圧力の高い領域（静圧領域）が形成される。図２（ａ）のエアパッドの場合と同様、本エアパッドでも、ワイピングガスはスリット１３ａから吐出された気体と衝突し、エアパッド６ａの上方を鋼帯１から離れる方向に流れる。スリット１２ａ、１３ａから吐出される気体の圧力が低圧であっても、ワイピングガスの流下する速度を減速させ、浴面を乱すことを防止できる。またスリット１２ａから吐出された気体は下方に流れるが、気体の吐出圧を低くできるため、めっき浴面を乱すことがなくなり、めっき浴面で発生するスプラッシュや酸化物を抑制できる。
【００１７】
前記した図２（ａ）または（ｂ）に示したエアパッドを配設して鋼帯に溶融金属めっきをすると、ワイピングガスにより余剰に付着した溶融金属を払拭する際に微小な液滴（スプラッシュ）が発生する。このスプラッシュがワイピングガスに運ばれてエアパッド上部外面に付着、堆積すると、エアパッドを長期間にわたって安定使用しにくくなる。前記スプラッシュがエアパッド上部外面に付着、堆積することを軽減する観点から、エアパッド上部を平坦な形状とし、該平坦な部分は水平にしてもよいが、鋼帯１から離れると斜め下方に傾斜するようにすることがより好ましい。
【００１８】
ワイピングガスの流下する速度を減速させ、かつエアパッドからの吐出ガスによりめっき浴面が乱されることを防ぐためには、エアパッドのヘッダー室に作用させる圧力（以下、ヘッダー室圧力）範囲を限定することが好ましい。本発明者の種々の実験によれば、鋼帯とエアパッドの距離を１００ｍｍ程度に設置した場合には、ヘッダー室圧力の上限は２０ｋＰａ程度が望ましい。この圧力を越えると、エアパッドからの吐出ガスによりめっき浴面が乱されることになり望ましくない。また、例えエアパッドを鋼帯に近接させて設置した場合であっても、ヘッダー室圧力があまりにも小さいとワイピングガスがめっき浴面を乱すことを防ぐ作用がなくなる。ワイピングガスがめっき浴面を乱すことを防止するには、ヘッダー室圧力は１ｋＰａ以上が望ましい。
【００１９】
エアパッドが鋼帯に近い程、エアパッドのヘッダー室圧力を低くできるため好ましいが、エアパッドを鋼帯に近づけてすぎると鋼帯と接触する可能性がある。また、エアパッドをワイピングノズルよりも鋼帯に近づけて設置すると鋼帯と接触する可能性が大きくなるため、エアパッドと鋼帯との距離は、ワイピングノズルと鋼帯との距離よりも大きくすることが望ましい。一方、エアパッドと鋼帯との距離を大きくした場合には、エアパッドのヘッダー室圧力を高くする必要があり、初期のブロア等の設備設置費用や運転時の費用を考慮するとあまり高圧で操業することは好ましくない。通常のワイピングノズルと鋼帯との設定距離を考慮すると、エアパッドと鋼帯との距離は、エアパッドの設置位置は鋼帯から１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の距離且つガスワイピングノズルと鋼帯との距離よりも大きくすることが望ましい。
【００２０】
めっき浴面を波立たせることを防止する観点からは、エアパッド圧力およびエアパッドと鋼帯との距離を前記範囲とし、さらに前記範囲内でエアパッドと鋼帯との距離に応じてエアパッド圧力を調整することがより好ましい。めっき浴面の波立ちを防止するのに好適なエアパッドと鋼帯との距離とエアパッド圧力の関係は、エアパッド構造によっても幾分異なるので、使用するエアパッドについて予め両者の前記関係を求めておき、ワイピングノズルの設定状況（鋼帯との距離）に応じてエアパッドと鋼帯との距離を設定し、次に前記で求めた関係に基づいて、エアパッドと鋼帯との距離に応じてエアパッド圧力を調整するのがよい。前記範囲はテーブルで設定してもよいし、関数式で上下限を設定してもよい。例えば、（２）の発明の実施例に係るエアパッド（実施例１のタイプ１のエアパッド）の場合、後記するように、好適範囲は図７中の（１）と（２）で挟まれる領域であり、好適範囲の上下限は実験から求めることができる。
【００２１】
図３は、本発明の実施の形態に係る第２の溶融金属めっき装置の要部を示す図である。図３の装置では、図１に示した装置のエアパッド６に代えて、エアパッド７が配設されている。
【００２２】
図４は、図３の装置に配設されているエアパッド７の構造例を示す概略断面図である。エアパッド７は中空構造のヘッダー室１１ｂを備え、該ヘッダー室１１ｂの鋼帯１に対面する側に、鋼帯１にほぼ平行に配設された部分１７ｂを備え、該平行に配設された部分１７ｂの下端側にスリット１２ｂが配設されている。スリット１２ｂからの気体の吐出方向は水平面より上向き（角度θ）になるように配設されている。
【００２３】
ヘッダー室１１ｂには図示されていないブロアから加圧気体が送気され、加圧気体はスリット１２ｂから吐出される。図４中、Ａはワイピングガスの流れ、Ｂはスリット１２ｂから吐出された気体の流れを示す。鋼帯１に沿って下降してきたワイピングガスとスリット１２ｂから吐出された気体の衝突により、鋼帯１にほぼ平行に配設された部分１７ｂと鋼帯１の間に圧力の高い領域（静圧領域）が形成される。ワイピングガスはスリット１２ｂから吐出された気体と衝突後方向を変えられ、エアパッド７の上方で鋼帯から離れるような流れとなる。スリット１２ｂから吐出された気体は衝突後下降流になるが、吐出圧力が高圧でないのでめっき浴面を波立たせるような流れは発生せず、スプラッシュや酸化物の発生を抑制できる。
【００２４】
また、溶融金属の付着量調整は、ワイピングガスが鋼帯１に衝突する位置近傍での圧力分布によりほとんどが決まるため、ワイピングガスの下降流がスリット１２ｂから吐出された気体と衝突しても付着量調整には影響しない。
【００２５】
スリット１２ｂの吐出角度（θ）は、水平面から上向きに３０°〜７０°程度の範囲が好ましい。３０°より小さいとスリット１２ｂから吐出したガスが下降して、めっき浴面を波立たせる可能性が増加して望ましくない。一方、７０°より大きいと、下降するワイピングガスと効率良く衝突させるためには、エアパッド７を鋼帯１に近接させて設置する必要があり、鋼帯１との接触が懸念されるため望ましくない。
【００２６】
前記エアパッド７を配設して鋼帯に溶融金属をめっきする際に、エアパッド７のヘッダー室１１ｂに作用させるヘッダー室圧力及びエアパッド７と鋼帯１との距離については、図２で説明したエアパッド６または６ａの場合と同様である。
【００２７】
また、前記エアパッド６または６ａの場合と同様、ワイピングガスで溶融金属を払拭する際に発生するスプラッシュがエアパッド７の上部に付着、堆積を防止することを防止する観点から、エアパッド上部１４ｂを平坦な形状とし、前記平坦な部分は水平にしてもよいが、鋼帯１から離れると斜め下方に傾斜するようにすることがより好ましい。
【００２８】
前記図２または図４に示したエアパッドにおいて、ワイピングガスによる溶融金属の払拭の際に発生するスプラッシュが該エアパッド上部に付着、堆積することを効果的に防止するには、エアパッド上部外面に沿って鋼帯方向に向かって加圧気体を吐出可能なスリットを配設することが有効である。これによって、エアパッドをより長期間安定して使用できるようになる。
【００２９】
このようなスリットを備えるエアパッドの構造例を図５に示す。図５（ａ）は、前記図２（ａ）のエアパッド６の上部１４の外面に沿って、鋼帯１の方向に向かう流れを形成させるスリット１８を付設した例である。図中、Ａはワイピングガスの流れ、Ｂ、Ｃはそれぞれスリット１２ａ、１３ａから吐出された気体の流れ、Ｄはスリット１８から吐出される加圧気体の流れの方向を示す。ワイピングガスはスリット１８から吐出された流れと衝突後、エアパッド６ｂの上方を鋼帯１から離れる方向に流れる。ワイピングガスによってエアパッド６ｂの上方近傍に運ばれてきたスプラッシュは、スリット１８から吐出される加圧気体の流れが存在することによって、スリット１８から吐出された気体とワイピングガスによって鋼帯から離れる方向に運ばれ、エアパッドの上部外面上に付着、堆積することが防止される。
【００３０】
図５（ｂ）は、前記した図４のエアパッド７の上部外壁面１４ｂに沿って鋼帯１の方向に向かう流れを形成するスリット１８ａを付設した例である。図中、Ａはワイピングガスの流れ、Ｂはスリット１２ｂから吐出された気体の流れ、Ｄはスリット１８ａから吐出される気体の流れの方向を示す。本エアパッドの場合も前記図５（ａ）で説明したのと同様の作用によって、スプラッシュがエアパッド７ａの上部１４ｂ外面に付着、堆積することを防止できる。
【００３１】
また、前記図４または図５（ｂ）に示した構造のエアパッドの場合、エアパッド上部の鋼帯側端部に、鋼帯走行方向とほぼ平行な方向に加圧気体を吐出可能なスリットを配設しても、エアパッドの上部外面にスプラッシュが付着、堆積するのを防止する効果がある。
【００３２】
図６は、図４に示したエアパッド７において、平坦で水平に配設されたエアパッド上部１４ｂの鋼帯１側端部に、鋼帯走行方向とほぼ平行に気体を吐出可能に配設されたスリット１９が配設されている例である。図６中、Ａはワイピングガスの流れ、Ｂはスリット１２ｂから吐出された気体の流れ、Ｅはスリット１９から吐出される気体の流れである。ワイピングガスによってエアパッド７ｂの上方に運ばれてきたスプラッシュは、スリット１９から吐出される加圧気体が存在することによって、エアパッド上部へのスプラシュの付着、堆積を防止する効果をさらに向上できる。
【００３３】
なお、本発明で用いるエアパッドの形状については、前記で説明した構造例のものに限定されない。
【００３４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
図１の装置において、スリットギャップ０．７ｍｍのワイピングノズル５をめっき浴面から４５０ｍｍ、鋼帯との距離を１０ｍｍの位置に設置し、図２（ａ）タイプＩまたは（ｂ）タイプＩＩに示す形状のエアパッド６をワイピングノズル５とめっき浴面との間に、エアパッド６の上下スリットの中心とめっき浴面との距離が２００ｍｍになるように設置した。（ａ）のエアパッドの寸法Ｌ１＝６０ｍｍ、Ｌ２＝４０ｍｍ、スリット１２の吐出方向は上向きに３５°、スリット１３の吐出方向は下向きに３５°とした。また（ｂ）のエアパッドの寸法Ｌ３＝５０ｍｍ、Ｌ４＝４０ｍｍとした。エアパッドのスリットギャップｄは何れも５ｍｍである。
【００３５】
ワイピングノズル５のヘッダー室圧力を４０ｋＰａに設定して空気を吐出させ、エアパッド６のヘッダー室圧力（空気圧力）と鋼帯１との距離を変えて、めっき浴面の波立ち状況を観察した。また、比較のために、エアパッドに代えてノズルギャップ５ｍｍの噴流ノズル（従来法）を用いた場合についても観察を行った。
【００３６】
観察結果の評価は、現状（エアパッドも噴流ノズルも設置していない場合）をベースに、現状よりよい場合は○、その抑制改善効果が著しい場合は◎、現状並（改善効果なし）は△、悪化した場合は×とした。
【００３７】
観察結果を表１にまとめて示す。また、表１のタイプＩのエアパッドについて、エアパッド−鋼帯間距離とヘッダー室圧力に波立ち抑制効果を図７に示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】
表１から明らかなように、噴流ノズルではめっき浴面の波立ちは改善できないが、エアパッドを設置することにより波立ちは改善される。また、エアパッドのヘッダー室圧力およびエアパッドと鋼帯との距離が本発明の範囲内であればめっき浴面の波立ち改善効果が認められることを示している。
【００４０】
波立ちをより確実に防止するためのエアパッド設置および圧力条件は、ワイピングノズルの状況（鋼帯との距離、圧力等）やエアパッド構造によっても異なるので、一義的に明らかにできないが、一例として示した本実施例の場合には、図７中の（１）と（２）で挟まれる範囲に調整することが望ましい。ただし、本実施例では、鋼帯−エアパッド間距離をＤ（ｍｍ）、エアパッドのヘッダー室圧力をＰ（ｋＰａ）とした場合、（１）は一次式Ｄ＝６．３Ｐ−３２．７、（２）は一次式Ｄ＝６．３Ｐ＋１７．３で近似することができる。
【００４１】
なお、本実施例で使用した鋼帯は、幅が狭くかつ形状も平坦であったため、エアパッド６をガスワイピングノズル５よりも鋼帯１に近づけて設置したが、通常の鋼帯では反り等のために、エアパッド６をガスワイピングノズル５よりも鋼帯１に近づけて設置することは、鋼帯１と接触する危険が大きいので好ましくない。以下の実施例２〜４でもエアパッドをガスワイピングノズルよりも鋼帯に近づけて設置した例があるが、これは上記と同様の理由による。
（実施例２）
図３の装置において、スリットギャップ０．７ｍｍのワイピングノズル５をめっき浴面から４５０ｍｍ、鋼帯１との距離１０ｍｍの位置に設置し、図４の形状のエアパッド７をワイピングノズル５とめっき浴槽との間にエアパッド中心（ヘッダー室１１ｂ中心）とめっき浴面との距離が２００ｍｍの位置になるように設置した。ノズルギャップｄは５ｍｍであり、スリット１２ｂの空気吐出角度θは水平面から上向きに３５°、６５°のものを使用した。図４中、寸法Ｌ５＝４０ｍｍとした。
【００４２】
ワイピングノズル５のヘッダー室圧力を４０ｋＰａに設定して空気を吐出させ、エアパッド７のヘッダー室圧力（空気圧力）と鋼帯１との距離を変えて、めっき浴面の波立ち状況を観察した。また、比較のために、前記形状のエアパッドで、空気吐出角度が水平面から上向きに０°、２５°、８０°のものについても同様な観察を実施した。観察結果を表２にまとめて示す。
【００４３】
観察結果の評価としては、めっき浴面での波立ち状態が、エアパッドを設置していない場合と同等の場合は△、エアパッドの使用により抑制された場合は○、その抑制改善効果が著しい場合については◎、エアパッドの使用により状況が悪化した場合は×とした。
【００４４】
【表２】
【００４５】
表２から明らかなように、加圧空気の吐出角度が本発明で規定した範囲内であれば、めっき浴面の波立ちは改善される。また、前記角度が８０°の場合には、ノズルと鋼帯との距離を狭めれば、めっき浴面の波立ちを抑制する効果がある場合もある。しかし、ワイピングノズルよりも狭めなければならず、鋼帯の形状によりこのエアパッドに接触する可能性もあり好ましくない。このように本発明によればめっき浴面の波立ち改善効果があると言える。
（実施例３）
図１の装置において、スリットギャップ０．７ｍｍのワイピングノズル５をめっき浴面から４５０ｍｍ、鋼帯１との距離１０ｍｍの位置に設置し、図５（ａ）に示す形状のエアパッド６ｂをワイピングノズル５とめっき浴槽との間にエアパッド６ｂの上下スリット中心とめっき浴面との距離が２００ｍｍの位置になるように設置した。エアパッド６ｂは、実施例１で使用したタイプＩのエアパッドとＬ１、Ｌ２、スリットギャップｄが同じで、水平面から上向きの空気吐出角度θが６０°のものを使用し、スリット１８のスリットギャップｄ１は１ｍｍである。
【００４６】
ワイピングノズル５のヘッダー室圧力を４０ｋＰａに設定して空気を吐出させ、エアパッド６ｂのヘッダー室圧力と鋼帯１との距離を変えて、めっき浴面の波立ち状況を観察した。比較のためにエアパッド上部外面に沿う流れを止めた場合について実施した。観察結果の評価は、実施例１と同様に行った。観察結果を表３に示す。
【００４７】
【表３】
【００４８】
表３から明らかなように、エアパッドと鋼帯との距離およびヘッダー室圧力を本発明で規定する範囲とし、さらにエアパッドと鋼帯との距離に応じてヘッダー室圧力を調整することにより浴面の波立ち抑制効果が認められることが確認できた。
【００４９】
エアパッド上部外面に沿う流れを止めた場合、浴面状態には変化がなかったが、長時間実施すると、ワイピングガスで余剰の溶融金属を払拭する際に発生した微少な液滴が上部外壁面に付着、堆積する現象が認められ、好ましくないと判断した。
（実施例４）
図３の装置において、スリットギャップ０．７ｍｍのワイピングノズル５をめっき浴面から４５０ｍｍ、鋼帯１との距離１０ｍｍの位置に設置し、図５（ｂ）に示す形状のエアパッド７ａを、ワイピングノズル５とめっき浴槽との間にエアパッド７ａのヘッダー室１１ｂ中心とめっき浴面との距離が２００ｍｍの位置になるように設置した。
【００５０】
エアパッド７ａは、実施例２で使用したエアパッドとＬ３、Ｌ４、スリットギャップｄが同じで、水平面から上向きの空気吐出角度θが３５°および６０°のものを使用し、スリット１８ａのスリットギャップｄ１は１ｍｍである。
【００５１】
エアパッド７ａのヘッダー室圧力と鋼帯１との距離を変えて、めっき浴面の波立ち状況を観察した。比較のためにエアパッド７ａの吐出角度が０°、２５°、７５°のものについても同様な観察を実施した。観察結果の評価は、実施例２と同様に行った。観察結果を表４に示す。
【００５２】
【表４】
【００５３】
表４から明らかなように、エアパッド７ａのスリットの吐出角度が本発明の範囲内であれば、めっき浴面の波立ちは改善される。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、連続溶融金属めっき鋼帯を製造時に、めっき浴面上で余剰な溶融金属を払拭するために用いるワイピングガスがめっき浴面を波立たせて発生するスプラッシュや酸化物を抑制することができるため、めっき鋼帯の外観品質を悪化させることなく、めっき金属の歩留も向上させることが可能となり、生産性向上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る第１の連続溶融金属鋼帯の製造設備の要部を示す図。
【図２】図１の装置に配設するエアパッドの構造例を示す概略断面図。
【図３】本発明の実施の形態に係る第２の連続溶融金属鋼帯の製造設備の要部を示す図。
【図４】図３の装置に配設する噴流ノズルの構造例を示す概略断面図。
【図５】（ａ）はエアパッドの上部外壁面に沿う流れを発生させるスリットを備えるエアパッドの構造例、（ｂ）噴流ノズルの上部外壁面に沿う流れを発生させるスリットを備える噴流ノズルの構造例を示す概略断面図。
【図６】本発明の実施の形態に係る連続溶融金属鋼帯の製造設備に配設するエアパッドの別の構造例を示す概略断面図。
【図７】実施例１に使用した本発明の実施の形態に係るエアパッドについて、エアパッド−鋼帯間距離とヘッダー室圧力と波立ち抑制効果との関係を示す図。
【図８】従来の連続溶融金属めっき鋼帯のめっき部を示す図。
【符号の説明】
１ 鋼帯
２ めっき浴槽（溶融金属めっき浴槽）
２ａ めっき浴（溶融金属めっき浴）
３ シンクロール
４ サポートロール
５ ガスワイピングノズル
６、６ａ、６ｂ、７、７ａ、７ｂ エアパッド
８ スプラッシュ
９ 酸化物（溶融金属の酸化物）
１１、１１ａ、１１ｂ ヘッダー室
１２、１２ａ、１２ｂ、１３、１３ａ スリット
１８、１８ａ、１９ スリット
２１ 噴流ノズル
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続的に溶融金属めっき鋼帯を製造する際にワイピングガスが溶融金属めっき浴面を波立たせることにより発生するスプラッシュや浴面でのめっき金属の酸化物を抑制する装置と方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な連続溶融金属めっき鋼帯の製造方法は、図８に示すように、鋼帯１を溶融金属めっき浴槽（めっき浴槽）２に連続的に浸漬し、シンクロール３にて鉛直方向に向きを変え、サポートロール４を通過後、該めっき浴槽２から引上げ、めっき浴面上に設置したガスワイピングノズル５から気体（ワイピングガス）を吹付けることにより鋼帯１表面に余剰に付着した溶融金属を払拭して所定の付着量に調整するようになっている。
【０００３】
このようにワイピングガスを鋼帯１に吹付けることにより、ワイピングガスが鋼帯１表面に沿ってめっき浴面方向に流下して、めっき浴面を波立たせ、めっき浴面からスプラッシュ８や溶融金属の酸化物９を発生させる。
【０００４】
発生したスプラッシュ８がワイピングノズル５や鋼帯１表面に付着するとめっき表面外観が悪化する。また、発生した酸化物９が鋼帯１表面に付着してめっき表面の外観が悪化するのを防ぐために、めっき浴面から酸化物９を取り除く作業が必要となるばかりでなく、酸化物９を取り除くことによって有効に利用できる溶融金属の割合が少なくなり歩留の低下を招く。ライン速度を増速すると、所定の付着量を確保するためにはワイピングガス流速を増速させなければならないことから、スプラッシュ８や酸化物９の発生量が増加し、前記問題が一層顕著になる。このようにスプラッシュ８や酸化物９の発生は品質不良や生産性の向上を阻害する要因となっている。
【０００５】
このようなスプラッシュ８や酸化物９の発生を抑制する対策として、以下のような提案がある。酸化物抑制方法としては、めっき浴面からワイピングノズルの上を囲い、ワイピングガスとして窒素などの非酸化性ガスを用いる方法（例えば、特開平２−１８２８７０号公報）がある。また、特開平６―３４６２１１号公報には、ワイピングノズルとめっき浴面の間にスリット状のガス噴射孔を有する噴流ノズル（図８の符号２１）を設けて、ワイピングガスが浴面に吹き付けられるのを遮る方法が記載されている。
【０００６】
しかしながら、非酸化性ガスでワイピングする方法は、囲いが必要であるだけでなく、亜鉛などのめっきにおいては僅かな酸素が存在していても溶融金属が酸化するため酸素濃度を低下させるために多大の工夫と費用が掛ると言った問題点がある。また、スリット状のガス噴射孔を有する噴流ノズルを設ける方法は、該ノズル２１から噴射されるガスの動圧の作用によってワイピングガスを遮るため、該噴流ノズルから噴射されたガスがめっき浴面を波立たせることになり、あまり効果がない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、連続溶融金属めっき鋼帯を製造時に、めっき浴面上で余剰な溶融金属を払拭するために用いるワイピングガスがめっき浴面を波立たせて発生させるスプラッシュや酸化物を、簡易かつ効果的に抑制する装置と方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の手段は次のとおりである。
（１）鋼帯を連続的に浸漬してその表面に溶融金属を付着するめっき浴槽と、該めっき浴槽から鉛直方向に引上げられた鋼帯表面に気体を吹付けて余剰な溶融金属を払拭するガスワイピングノズルを有する連続溶融金属めっき鋼帯の製造装置において、該ガスワイピングノズルと該めっき浴槽の浴面との間に、鋼帯との間に静圧を発生するためのスリットを備えるヘッダー室を有するエアパッドを設け、該エアパッドの鋼帯に対面する側の上部側と下部側の各々に離間して一対のスリットを配設し、前記上部側に配設したスリットは水平方向より下向きに、また前記下部側に配設したスリットは水平方向より上向きに、各々加圧気体を吐出可能に配設されていることを特徴とする連続溶融金属めっき鋼帯の製造装置。
（２）鋼帯を連続的に浸漬してその表面に溶融金属を付着するめっき浴槽と、該めっき浴槽から鉛直方向に引上げられた鋼帯表面に気体を吹付けて余剰な溶融金属を払拭するガスワイピングノズルを有する連続溶融金属めっき鋼帯の製造装置において、該ガスワイピングノズルと該めっき浴槽の浴面との間に、鋼帯との間に静圧を発生するためのスリットを備えるヘッダー室を有するエアパッドを設け、該エアパッドは、鋼帯に対面する側に、鋼帯に対してほぼ平行に配設された部分を備え、該平行に配設された部分の下端側に水平方向より上向きに加圧気体を吐出可能に配設されたスリットを備えることを特徴とする連続溶融金属めっき鋼帯の製造装置。
（３）スリットの加圧気体吐出方向が、水平面から上向きに３０°〜７０°の範囲にあることを特徴とする前記（２）に記載の連続溶融金属めっき鋼帯の製造装置。
（４）エアパッドは、鋼帯に対してほぼ平行に配設された部分の上端側に、鋼帯走行方向に加圧気体を吐出可能に配設されたスリットを備えることを特徴とする前記（２）または（３）に記載の連続溶融金属めっき鋼帯の製造装置。
（５）エアパッドは、該エアパッドの上部外壁面に沿って鋼板方向に向かって気体を吐出可能に配設されたスリットを備えることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の連続溶融金属めっき鋼帯の製造装置。
（６）前記（１）〜（５）のいずれかに記載の連続溶融金属めっき鋼帯製造装置を用いてめっき鋼帯を製造するにあたり、エアパッドと鋼帯との距離を１０〜１００ｍｍの範囲かつガスワイピングノズルと鋼帯との距離よりも大きくし、またエアパッドのヘッダー室圧力を１〜２０ｋＰａとするとともに、該ガスワイピングノズルと該鋼帯との距離に応じて該エアパッド圧力を調整することを特徴とする連続溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳しく説明する。
図８に示した従来の装置では、ガスワイピングノズル５からワイピングガスを鋼帯１に吹付けることにより、ワイピングガスが鋼帯１表面に沿ってめっき浴面方向に流下して、めっき浴面を波立たせ、めっき浴面からスプラッシュ８や溶融金属の酸化物９を発生させるという問題がある。
【００１０】
めっき浴面で発生するスプラッシュ８や酸化物９を抑制するには、ワイピングガスがめっき浴面を乱して波立ちを起すことを抑制する必要があり、そのためにはワイピングガスがめっき浴面に到達する時の流速を遅くすることが有効と言える。
【００１１】
ワイピングノズル５とめっき浴面との間に、鋼帯１との間に静圧を発生させるためのスリットを備えるヘッダー室を有するエアパッドを設置し、このエアパッドと鋼帯との間に圧力が高い領域（静圧領域）を形成することにより、ワイピングガスの流下する速度を減速させることが可能となる。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る第１の溶融金属めっき鋼帯の製造設備の要部を示す図である。図１の装置では、図８の装置に対して、めっき浴面とガスワイピングノズル５の間に配設された噴流ノズル２１に代えて、エアパッド６が配設されている。
【００１３】
図２は、図１の装置に配設されているエアパッド６の構造例を示す概略断面図である。図２（ａ）では、エアパッド６は中空構造のヘッダー室１１を備え、該ヘッダー室１１の鋼帯１に対面する側の上下各端部側にスリット１２、１３が配設されている。スリット１２からの気体吐出方向は水平面より上向きになり、スリット１３からの気体吐出方向は水平面より下向きになるように配設されている。スリット１２と１３の間の部分は鋼帯とほぼ平行に配設されている。
【００１４】
ヘッダー室１１には図示されていないブロアから加圧気体が送気され、加圧気体はスリット１２、１３から吐出される。図２（ａ）中、Ａはワイピングガスの流れ、Ｂ、Ｃはそれぞれスリット１２、１３から吐出された気体の流れを示す。スリット１２と１３から吐出される加圧気体の作用によって、スリット１２、１３間のエアパッド６と鋼帯１の間に圧力の高い領域（静圧領域）が形成される。ワイピングガスはスリット１３から吐出された気体と衝突し、エアパッド６の上方を鋼帯１から離れる方向に流れる。本エアパッドでは、スリット１２、１３から吐出される気体の圧力が低圧であっても、ワイピングガスの流下する速度を減速させ、めっき浴面を乱すことを防止できる。スリット１２から吐出された気体は下方に流れるが、吐出圧を低くできるため、めっき浴面を乱すことがなくなり、めっき浴面で発生するスプラッシュや酸化物を抑制できる。
【００１５】
図２（ｂ）では、エアパッド６ａは中空構造のヘッダー室１１ａを備え、該ヘッダー室１１ａの鋼帯１に対面する側の上下各端部側が、中央部分１７に対して突起状に形成されており、上下各端部側の突起状部分１５、１６の頂部、中央部分１７は、いずれも鋼帯１に対してほぼ平行に配設されている。突起状部分１５、１６の中央部分１７側の基部に、ヘッダー室１１ａ内の気体を吐出するスリット１２ａ、１３ａが配設されている。
【００１６】
ヘッダー室１１ａには図示されていないブロアから加圧気体が送気され、加圧気体はスリット１２ａ、１３ａから吐出される。図２（ｂ）中、Ａはワイピングガスの流れ、Ｂ、Ｃはそれぞれスリット１２ａ、１３ａから吐出された気体の流れを示す。スリット１２ａと１３ａから吐出される加圧気体の作用によって、上下端側の突起部１５、１６に対して凹状に形成された中央部分１７と鋼帯１との間に圧力の高い領域（静圧領域）が形成される。図２（ａ）のエアパッドの場合と同様、本エアパッドでも、ワイピングガスはスリット１３ａから吐出された気体と衝突し、エアパッド６ａの上方を鋼帯１から離れる方向に流れる。スリット１２ａ、１３ａから吐出される気体の圧力が低圧であっても、ワイピングガスの流下する速度を減速させ、浴面を乱すことを防止できる。またスリット１２ａから吐出された気体は下方に流れるが、気体の吐出圧を低くできるため、めっき浴面を乱すことがなくなり、めっき浴面で発生するスプラッシュや酸化物を抑制できる。
【００１７】
前記した図２（ａ）または（ｂ）に示したエアパッドを配設して鋼帯に溶融金属めっきをすると、ワイピングガスにより余剰に付着した溶融金属を払拭する際に微小な液滴（スプラッシュ）が発生する。このスプラッシュがワイピングガスに運ばれてエアパッド上部外面に付着、堆積すると、エアパッドを長期間にわたって安定使用しにくくなる。前記スプラッシュがエアパッド上部外面に付着、堆積することを軽減する観点から、エアパッド上部を平坦な形状とし、該平坦な部分は水平にしてもよいが、鋼帯１から離れると斜め下方に傾斜するようにすることがより好ましい。
【００１８】
ワイピングガスの流下する速度を減速させ、かつエアパッドからの吐出ガスによりめっき浴面が乱されることを防ぐためには、エアパッドのヘッダー室に作用させる圧力（以下、ヘッダー室圧力）範囲を限定することが好ましい。本発明者の種々の実験によれば、鋼帯とエアパッドの距離を１００ｍｍ程度に設置した場合には、ヘッダー室圧力の上限は２０ｋＰａ程度が望ましい。この圧力を越えると、エアパッドからの吐出ガスによりめっき浴面が乱されることになり望ましくない。また、例えエアパッドを鋼帯に近接させて設置した場合であっても、ヘッダー室圧力があまりにも小さいとワイピングガスがめっき浴面を乱すことを防ぐ作用がなくなる。ワイピングガスがめっき浴面を乱すことを防止するには、ヘッダー室圧力は１ｋＰａ以上が望ましい。
【００１９】
エアパッドが鋼帯に近い程、エアパッドのヘッダー室圧力を低くできるため好ましいが、エアパッドを鋼帯に近づけてすぎると鋼帯と接触する可能性がある。また、エアパッドをワイピングノズルよりも鋼帯に近づけて設置すると鋼帯と接触する可能性が大きくなるため、エアパッドと鋼帯との距離は、ワイピングノズルと鋼帯との距離よりも大きくすることが望ましい。一方、エアパッドと鋼帯との距離を大きくした場合には、エアパッドのヘッダー室圧力を高くする必要があり、初期のブロア等の設備設置費用や運転時の費用を考慮するとあまり高圧で操業することは好ましくない。通常のワイピングノズルと鋼帯との設定距離を考慮すると、エアパッドと鋼帯との距離は、エアパッドの設置位置は鋼帯から１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の距離且つガスワイピングノズルと鋼帯との距離よりも大きくすることが望ましい。
【００２０】
めっき浴面を波立たせることを防止する観点からは、エアパッド圧力およびエアパッドと鋼帯との距離を前記範囲とし、さらに前記範囲内でエアパッドと鋼帯との距離に応じてエアパッド圧力を調整することがより好ましい。めっき浴面の波立ちを防止するのに好適なエアパッドと鋼帯との距離とエアパッド圧力の関係は、エアパッド構造によっても幾分異なるので、使用するエアパッドについて予め両者の前記関係を求めておき、ワイピングノズルの設定状況（鋼帯との距離）に応じてエアパッドと鋼帯との距離を設定し、次に前記で求めた関係に基づいて、エアパッドと鋼帯との距離に応じてエアパッド圧力を調整するのがよい。前記範囲はテーブルで設定してもよいし、関数式で上下限を設定してもよい。例えば、（２）の発明の実施例に係るエアパッド（実施例１のタイプ１のエアパッド）の場合、後記するように、好適範囲は図７中の（１）と（２）で挟まれる領域であり、好適範囲の上下限は実験から求めることができる。
【００２１】
図３は、本発明の実施の形態に係る第２の溶融金属めっき装置の要部を示す図である。図３の装置では、図１に示した装置のエアパッド６に代えて、エアパッド７が配設されている。
【００２２】
図４は、図３の装置に配設されているエアパッド７の構造例を示す概略断面図である。エアパッド７は中空構造のヘッダー室１１ｂを備え、該ヘッダー室１１ｂの鋼帯１に対面する側に、鋼帯１にほぼ平行に配設された部分１７ｂを備え、該平行に配設された部分１７ｂの下端側にスリット１２ｂが配設されている。スリット１２ｂからの気体の吐出方向は水平面より上向き（角度θ）になるように配設されている。
【００２３】
ヘッダー室１１ｂには図示されていないブロアから加圧気体が送気され、加圧気体はスリット１２ｂから吐出される。図４中、Ａはワイピングガスの流れ、Ｂはスリット１２ｂから吐出された気体の流れを示す。鋼帯１に沿って下降してきたワイピングガスとスリット１２ｂから吐出された気体の衝突により、鋼帯１にほぼ平行に配設された部分１７ｂと鋼帯１の間に圧力の高い領域（静圧領域）が形成される。ワイピングガスはスリット１２ｂから吐出された気体と衝突後方向を変えられ、エアパッド７の上方で鋼帯から離れるような流れとなる。スリット１２ｂから吐出された気体は衝突後下降流になるが、吐出圧力が高圧でないのでめっき浴面を波立たせるような流れは発生せず、スプラッシュや酸化物の発生を抑制できる。
【００２４】
また、溶融金属の付着量調整は、ワイピングガスが鋼帯１に衝突する位置近傍での圧力分布によりほとんどが決まるため、ワイピングガスの下降流がスリット１２ｂから吐出された気体と衝突しても付着量調整には影響しない。
【００２５】
スリット１２ｂの吐出角度（θ）は、水平面から上向きに３０°〜７０°程度の範囲が好ましい。３０°より小さいとスリット１２ｂから吐出したガスが下降して、めっき浴面を波立たせる可能性が増加して望ましくない。一方、７０°より大きいと、下降するワイピングガスと効率良く衝突させるためには、エアパッド７を鋼帯１に近接させて設置する必要があり、鋼帯１との接触が懸念されるため望ましくない。
【００２６】
前記エアパッド７を配設して鋼帯に溶融金属をめっきする際に、エアパッド７のヘッダー室１１ｂに作用させるヘッダー室圧力及びエアパッド７と鋼帯１との距離については、図２で説明したエアパッド６または６ａの場合と同様である。
【００２７】
また、前記エアパッド６または６ａの場合と同様、ワイピングガスで溶融金属を払拭する際に発生するスプラッシュがエアパッド７の上部に付着、堆積を防止することを防止する観点から、エアパッド上部１４ｂを平坦な形状とし、前記平坦な部分は水平にしてもよいが、鋼帯１から離れると斜め下方に傾斜するようにすることがより好ましい。
【００２８】
前記図２または図４に示したエアパッドにおいて、ワイピングガスによる溶融金属の払拭の際に発生するスプラッシュが該エアパッド上部に付着、堆積することを効果的に防止するには、エアパッド上部外面に沿って鋼帯方向に向かって加圧気体を吐出可能なスリットを配設することが有効である。これによって、エアパッドをより長期間安定して使用できるようになる。
【００２９】
このようなスリットを備えるエアパッドの構造例を図５に示す。図５（ａ）は、前記図２（ａ）のエアパッド６の上部１４の外面に沿って、鋼帯１の方向に向かう流れを形成させるスリット１８を付設した例である。図中、Ａはワイピングガスの流れ、Ｂ、Ｃはそれぞれスリット１２ａ、１３ａから吐出された気体の流れ、Ｄはスリット１８から吐出される加圧気体の流れの方向を示す。ワイピングガスはスリット１８から吐出された流れと衝突後、エアパッド６ｂの上方を鋼帯１から離れる方向に流れる。ワイピングガスによってエアパッド６ｂの上方近傍に運ばれてきたスプラッシュは、スリット１８から吐出される加圧気体の流れが存在することによって、スリット１８から吐出された気体とワイピングガスによって鋼帯から離れる方向に運ばれ、エアパッドの上部外面上に付着、堆積することが防止される。
【００３０】
図５（ｂ）は、前記した図４のエアパッド７の上部外壁面１４ｂに沿って鋼帯１の方向に向かう流れを形成するスリット１８ａを付設した例である。図中、Ａはワイピングガスの流れ、Ｂはスリット１２ｂから吐出された気体の流れ、Ｄはスリット１８ａから吐出される気体の流れの方向を示す。本エアパッドの場合も前記図５（ａ）で説明したのと同様の作用によって、スプラッシュがエアパッド７ａの上部１４ｂ外面に付着、堆積することを防止できる。
【００３１】
また、前記図４または図５（ｂ）に示した構造のエアパッドの場合、エアパッド上部の鋼帯側端部に、鋼帯走行方向とほぼ平行な方向に加圧気体を吐出可能なスリットを配設しても、エアパッドの上部外面にスプラッシュが付着、堆積するのを防止する効果がある。
【００３２】
図６は、図４に示したエアパッド７において、平坦で水平に配設されたエアパッド上部１４ｂの鋼帯１側端部に、鋼帯走行方向とほぼ平行に気体を吐出可能に配設されたスリット１９が配設されている例である。図６中、Ａはワイピングガスの流れ、Ｂはスリット１２ｂから吐出された気体の流れ、Ｅはスリット１９から吐出される気体の流れである。ワイピングガスによってエアパッド７ｂの上方に運ばれてきたスプラッシュは、スリット１９から吐出される加圧気体が存在することによって、エアパッド上部へのスプラシュの付着、堆積を防止する効果をさらに向上できる。
【００３３】
なお、本発明で用いるエアパッドの形状については、前記で説明した構造例のものに限定されない。
【００３４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
図１の装置において、スリットギャップ０．７ｍｍのワイピングノズル５をめっき浴面から４５０ｍｍ、鋼帯との距離を１０ｍｍの位置に設置し、図２（ａ）タイプＩまたは（ｂ）タイプＩＩに示す形状のエアパッド６をワイピングノズル５とめっき浴面との間に、エアパッド６の上下スリットの中心とめっき浴面との距離が２００ｍｍになるように設置した。（ａ）のエアパッドの寸法Ｌ１＝６０ｍｍ、Ｌ２＝４０ｍｍ、スリット１２の吐出方向は上向きに３５°、スリット１３の吐出方向は下向きに３５°とした。また（ｂ）のエアパッドの寸法Ｌ３＝５０ｍｍ、Ｌ４＝４０ｍｍとした。エアパッドのスリットギャップｄは何れも５ｍｍである。
【００３５】
ワイピングノズル５のヘッダー室圧力を４０ｋＰａに設定して空気を吐出させ、エアパッド６のヘッダー室圧力（空気圧力）と鋼帯１との距離を変えて、めっき浴面の波立ち状況を観察した。また、比較のために、エアパッドに代えてノズルギャップ５ｍｍの噴流ノズル（従来法）を用いた場合についても観察を行った。
【００３６】
観察結果の評価は、現状（エアパッドも噴流ノズルも設置していない場合）をベースに、現状よりよい場合は○、その抑制改善効果が著しい場合は◎、現状並（改善効果なし）は△、悪化した場合は×とした。
【００３７】
観察結果を表１にまとめて示す。また、表１のタイプＩのエアパッドについて、エアパッド−鋼帯間距離とヘッダー室圧力に波立ち抑制効果を図７に示す。
【００３８】
【表１】
表１から明らかなように、噴流ノズルではめっき浴面の波立ちは改善できないが、エアパッドを設置することにより波立ちは改善される。また、エアパッドのヘッダー室圧力およびエアパッドと鋼帯との距離が本発明の範囲内であればめっき浴面の波立ち改善効果が認められることを示している。
【００４０】
波立ちをより確実に防止するためのエアパッド設置および圧力条件は、ワイピングノズルの状況（鋼帯との距離、圧力等）やエアパッド構造によっても異なるので、一義的に明らかにできないが、一例として示した本実施例の場合には、図７中の（１）と（２）で挟まれる範囲に調整することが望ましい。ただし、本実施例では、鋼帯−エアパッド間距離をＤ（ｍｍ）、エアパッドのヘッダー室圧力をＰ（ｋＰａ）とした場合、（１）は一次式Ｄ＝６．３Ｐ−３２．７、（２）は一次式Ｄ＝６．３Ｐ＋１７．３で近似することができる。
【００４１】
なお、本実施例で使用した鋼帯は、幅が狭くかつ形状も平坦であったため、エアパッド６をガスワイピングノズル５よりも鋼帯１に近づけて設置したが、通常の鋼帯では反り等のために、エアパッド６をガスワイピングノズル５よりも鋼帯１に近づけて設置することは、鋼帯１と接触する危険が大きいので好ましくない。以下の実施例２〜４でもエアパッドをガスワイピングノズルよりも鋼帯に近づけて設置した例があるが、これは上記と同様の理由による。
（実施例２）
図３の装置において、スリットギャップ０．７ｍｍのワイピングノズル５をめっき浴面から４５０ｍｍ、鋼帯１との距離１０ｍｍの位置に設置し、図４の形状のエアパッド７をワイピングノズル５とめっき浴槽との間にエアパッド中心（ヘッダー室１１ｂ中心）とめっき浴面との距離が２００ｍｍの位置になるように設置した。ノズルギャップｄは５ｍｍであり、スリット１２ｂの空気吐出角度θは水平面から上向きに３５°、６５°のものを使用した。図４中、寸法Ｌ５＝４０ｍｍとした。
【００４２】
ワイピングノズル５のヘッダー室圧力を４０ｋＰａに設定して空気を吐出させ、エアパッド７のヘッダー室圧力（空気圧力）と鋼帯１との距離を変えて、めっき浴面の波立ち状況を観察した。また、比較のために、前記形状のエアパッドで、空気吐出角度が水平面から上向きに０°、２５°、８０°のものについても同様な観察を実施した。観察結果を表２にまとめて示す。
【００４３】
観察結果の評価としては、めっき浴面での波立ち状態が、エアパッドを設置していない場合と同等の場合は△、エアパッドの使用により抑制された場合は○、その抑制改善効果が著しい場合については◎、エアパッドの使用により状況が悪化した場合は×とした。
【００４４】
【表２】
表２から明らかなように、加圧空気の吐出角度が本発明で規定した範囲内であれば、めっき浴面の波立ちは改善される。また、前記角度が８０°の場合には、ノズルと鋼帯との距離を狭めれば、めっき浴面の波立ちを抑制する効果がある場合もある。しかし、ワイピングノズルよりも狭めなければならず、鋼帯の形状によりこのエアパッドに接触する可能性もあり好ましくない。このように本発明によればめっき浴面の波立ち改善効果があると言える。
（実施例３）
図１の装置において、スリットギャップ０．７ｍｍのワイピングノズル５をめっき浴面から４５０ｍｍ、鋼帯１との距離１０ｍｍの位置に設置し、図５（ａ）に示す形状のエアパッド６ｂをワイピングノズル５とめっき浴槽との間にエアパッド６ｂの上下スリット中心とめっき浴面との距離が２００ｍｍの位置になるように設置した。エアパッド６ｂは、実施例１で使用したタイプＩのエアパッドとＬ１、Ｌ２、スリットギャップｄが同じで、水平面から上向きの空気吐出角度θが６０°のものを使用し、スリット１８のスリットギャップｄ１は１ｍｍである。
【００４６】
ワイピングノズル５のヘッダー室圧力を４０ｋＰａに設定して空気を吐出させ、エアパッド６ｂのヘッダー室圧力と鋼帯１との距離を変えて、めっき浴面の波立ち状況を観察した。比較のためにエアパッド上部外面に沿う流れを止めた場合について実施した。観察結果の評価は、実施例１と同様に行った。観察結果を表３に示す。
【００４７】
【表３】
表３から明らかなように、エアパッドと鋼帯との距離およびヘッダー室圧力を本発明で規定する範囲とし、さらにエアパッドと鋼帯との距離に応じてヘッダー室圧力を調整することにより浴面の波立ち抑制効果が認められることが確認できた。
【００４９】
エアパッド上部外面に沿う流れを止めた場合、浴面状態には変化がなかったが、長時間実施すると、ワイピングガスで余剰の溶融金属を払拭する際に発生した微少な液滴が上部外壁面に付着、堆積する現象が認められ、好ましくないと判断した。
（実施例４）
図３の装置において、スリットギャップ０．７ｍｍのワイピングノズル５をめっき浴面から４５０ｍｍ、鋼帯１との距離１０ｍｍの位置に設置し、図５（ｂ）に示す形状のエアパッド７ａを、ワイピングノズル５とめっき浴槽との間にエアパッド７ａのヘッダー室１１ｂ中心とめっき浴面との距離が２００ｍｍの位置になるように設置した。
【００５０】
エアパッド７ａは、実施例２で使用したエアパッドとＬ３、Ｌ４、スリットギャップｄが同じで、水平面から上向きの空気吐出角度θが３５°および６０°のものを使用し、スリット１８ａのスリットギャップｄ１は１ｍｍである。
【００５１】
エアパッド７ａのヘッダー室圧力と鋼帯１との距離を変えて、めっき浴面の波立ち状況を観察した。比較のためにエアパッド７ａの吐出角度が０°、２５°、７５°のものについても同様な観察を実施した。観察結果の評価は、実施例２と同様に行った。観察結果を表４に示す。
【００５２】
【表４】
表４から明らかなように、エアパッド７ａのスリットの吐出角度が本発明の範囲内であれば、めっき浴面の波立ちは改善される。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、連続溶融金属めっき鋼帯を製造時に、めっき浴面上で余剰な溶融金属を払拭するために用いるワイピングガスがめっき浴面を波立たせて発生するスプラッシュや酸化物を抑制することができるため、めっき鋼帯の外観品質を悪化させることなく、めっき金属の歩留も向上させることが可能となり、生産性向上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る第１の連続溶融金属鋼帯の製造設備の要部を示す図。
【図２】図１の装置に配設するエアパッドの構造例を示す概略断面図。
【図３】本発明の実施の形態に係る第２の連続溶融金属鋼帯の製造設備の要部を示す図。
【図４】図３の装置に配設する噴流ノズルの構造例を示す概略断面図。
【図５】（ａ）はエアパッドの上部外壁面に沿う流れを発生させるスリットを備えるエアパッドの構造例、（ｂ）噴流ノズルの上部外壁面に沿う流れを発生させるスリットを備える噴流ノズルの構造例を示す概略断面図。
【図６】本発明の実施の形態に係る連続溶融金属鋼帯の製造設備に配設するエアパッドの別の構造例を示す概略断面図。
【図７】実施例１に使用した本発明の実施の形態に係るエアパッドについて、エアパッド−鋼帯間距離とヘッダー室圧力と波立ち抑制効果との関係を示す図。
【図８】従来の連続溶融金属めっき鋼帯のめっき部を示す図。
【符号の説明】
１ 鋼帯
２ めっき浴槽（溶融金属めっき浴槽）
２ａ めっき浴（溶融金属めっき浴）
３ シンクロール
４ サポートロール
５ ガスワイピングノズル
６、６ａ、６ｂ、７、７ａ、７ｂ エアパッド
８ スプラッシュ
９ 酸化物（溶融金属の酸化物）
１１、１１ａ、１１ｂ ヘッダー室
１２、１２ａ、１２ｂ、１３、１３ａ スリット
１８、１８ａ、１９ スリット
２１ 噴流ノズル
Claims (6)
- 鋼帯を連続的に浸漬してその表面に溶融金属を付着するめっき浴槽と、該めっき浴槽から鉛直方向に引上げられた鋼帯表面に気体を吹付けて余剰な溶融金属を払拭するガスワイピングノズルを有する連続溶融金属めっき鋼帯の製造装置において、該ガスワイピングノズルと該めっき浴槽の浴面との間に、鋼帯との間に静圧を発生するためのスリットを備えるヘッダー室を有するエアパッドを設け、該エアパッドの鋼帯に対面する側の上部側と下部側の各々に離間して一対のスリットを配設し、前記上部側に配設したスリットは水平方向より下向きに、また前記下部側に配設したスリットは水平方向より上向きに、各々加圧気体を吐出可能に配設されていることを特徴とする連続溶融金属めっき鋼帯の製造装置。
- 鋼帯を連続的に浸漬してその表面に溶融金属を付着するめっき浴槽と、該めっき浴槽から鉛直方向に引上げられた鋼帯表面に気体を吹付けて余剰な溶融金属を払拭するガスワイピングノズルを有する連続溶融金属めっき鋼帯の製造装置において、該ガスワイピングノズルと該めっき浴槽の浴面との間に、鋼帯との間に静圧を発生するためのスリットを備えるヘッダー室を有するエアパッドを設け、該エアパッドは、鋼帯に対面する側に、鋼帯に対してほぼ平行に配設された部分を備え、該平行に配設された部分の下端側に水平方向より上向きに加圧気体を吐出可能に配設されたスリットを備えることを特徴とする連続溶融金属めっき鋼帯の製造装置。
- スリットの加圧気体吐出方向が、水平面から上向きに３０°〜７０°の範囲にあることを特徴とする請求項２に記載の連続溶融金属めっき鋼帯の製造装置。
- エアパッドは、鋼帯に対してほぼ平行に配設された部分の上端側に、鋼帯走行方向に加圧気体を吐出可能に配設されたスリットを備えることを特徴とする請求項２または３に記載の連続溶融金属めっき鋼帯の製造装置。
- エアパッドは、該エアパッドの上部外壁面に沿って鋼板方向に向かって気体を吐出可能に配設されたスリットを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の連続溶融金属めっき鋼帯の製造装置。
- 請求項１〜５のいずれかに記載の連続溶融金属めっき鋼帯製造装置を用いてめっき鋼帯を製造するにあたり、エアパッドと鋼帯との距離を１０〜１００ｍｍの範囲かつガスワイピングノズルと鋼帯との距離よりも大きくし、またエアパッドのヘッダー室圧力を１〜２０ｋＰａとするとともに、該ガスワイピングノズルと該鋼帯との距離に応じて該エアパッド圧力を調整することを特徴とする連続溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
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