JPH08356Y2 - ガスワイピング装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、金属帯の溶融金属めっきラインに用いられ
るめっき液の余剰分をガスワイピングしてめっき液の付
着量、すなわちめっき厚みを調整するワイピング装置に
係り、さらに詳しくは溶融金属浴表面からワイピング点
までを不活性ガスで充満するためのシールボックスを備
えたガスワイピング装置に関するものである。

〈従来の技術〉 従来、溶融金属めっきラインにおいて広く利用されて
いるガスワイピング法では、第10図に示すように、溶融
金属めっき浴上で鋼ストリップ１を挟んでその表裏面側
にワイピングノズル2,2′を対向配置し、幅方向に均一
なスリットギャップを有し、均一な噴出ガスを鋼ストリ
ップ１に対して直角あるいはほぼ直角に吹き付けるワイ
ピングノズル2,2′により、鋼ストリップ１上の余剰の
めっき液３を払拭するガスワイピング方式である。

このような方式による例えば溶融金属めっきでのワイ
ピング装置における従来の技術では、めっき液の付着量
を少なくする手段として、 （１）鋼ストリップ表面に対するワイピングガスノズル
角度を、ワイピングガス噴出流の鋼ストリップ表面への
到達点より上方の鋼ストリップ表面とのなす角度で表示
して、鋭角とする方法、 （２）ワイピングガスの温度を高くして、鋼ストリップ
表面のめっき金属の粘性を低下させる方法、 （３）ワイピングガスの噴出速度を高くする方法、 等がある。

しかしながら、前記（１）の鋼ストリップ表面に対す
るワイピングガスノズル角度を鋭角とする方法は、溶融
金属のスプラッシュを多くしノズル詰りを多発させる。
また、（２）のワイピングガス温度を高くして、鋼スト
リップ表面のめっき金属の粘性を低下させる方法は、例
えば燃焼排ガスのような非酸化性雰囲気の下でワイピン
グが困難であり、ワイピングガスの昇温に要する熱量の
大きさの割りには鋼ストリップ表面のめっき金属の粘性
を低下せしめ得ず、めっき液の付着量制御への効き方が
小さい。

さらに、（３）のワイピングガスの噴出速度を高くす
る方法は、鋼ストリップ表面のめっき金属の付着量制御
において最も効果的であるけれども、ワイピングガス噴
出流の鋼ストリップ表面への衝突ならびに鋼ストリップ
側縁部におけるワイピングガス相互の衝突によって高周
波音を発する。さらに、めっき金属スプラッシュの多
発、ワイピングガス噴出流による大気の引き込みがあ
り、その結果鋼ストリップ表面の溶融めっき金属の酸化
を生じ、釜歩留りの低下をもたらす。しかしながら、こ
の（３）の方法はめっき処理速度を速くし、かつ、めっ
き金属の付着量を少なくする方法としては最も効果的で
ある。

そこで、（３）の方法における問題点を解決するた
め、本考案者らはシールボックス出口開口部を極端に狭
くする必要がなく、またストリップ幅方向で均一にワイ
ピングするために有効なバッフルプレートを配置できる
シールボックスを実願昭63-142760号で提案した。

その概要は、第５図〜第９図に示すように、めっきさ
れた鋼ストリップ１を囲み、その下端が溶融金属めっき
液３に浸漬され、その上部にめっきされた鋼ストリップ
１が通過する開口部５を有するシールボックスを上部シ
ールボックス10と下部シールボックス９との上下２分割
とされ、さらに上部シールボックス10は該鋼ストリップ
１および該鋼ストリップ１のエッジに近接配置されたエ
ッジワイピングノズル８を有するバッフルプレート６を
間に左右対称に２分割され、かつその両者に該ストリッ
プ１との隙間の調整が可能なようにワイピングノズル2,
2′を設けたものである。

第６図は、第５図における上部ボックス10を矢印方向
に移動して組み立てたときの側断面図であり、ワイピン
グノズル２、２′を境にした下部シールボックス９と上
部シールボックス10の配置構成を示したものであり、か
つワイピングノズル2,2′より噴出されたワイピングガ
スが開口部5,11よりシールボックス外に排出される様子
を模式的に示したものであり、鋼ストリップ１に衝突し
た後のワイピングガス流れは、めっきされ後の鋼ストリ
ップ１の通過するシールボックス開口部（ア部）では鋼
ストリップ１に沿った非常に速い流れであり、一方シー
ルボックスの開口部11から排出されるガス流れはかなり
ゆっくりした流れとなり、イ部は全て正圧に保つことが
可能で開口部11よりの酸素の侵入を防止できる構造であ
る。

ここで、ノズル12はめっきされた鋼ストリップ１が通
過する開口部の両端部分から酸素が侵入するのを防止す
るためのシールガス噴出用であり、鋼ストリップ１の進
行方向下流側に向けてシールガスを噴出する。ノズル13
は上部シールボックス10と下部シールボックス９の隙間
Δ１、ワイピングノズル2,2′と下部シールボックス９
の隙間Δ２、さらにバッフルプレート６と下部シールボ
ックス９の隙間Δ３の各部からシールボックス内に侵入
しようとする酸素の流れを阻止するため、各々の噴出口
14,15,16よりシールガスを噴出する構造としている。な
お、ここで矢印はシールガスの流れ方向を示す。このよ
うな構造にすることにより、鋼ストリップ１へのめっき
液の付着量を均一にできるばかりでなくめっき液の酸化
防止ができ、かつドロスの発生を抑制できる。

しかしながら、前述シールボックスにおいては、ワイ
ピングノズル2,2′を完全に囲ってしまうため、飛散す
るスプラッシュの各ノズルへの付着あるいはノズル詰ま
りが生じた場合はノズルを手入れするためラインを停止
し、シールボックスを撤去した後、ノズルの手入れ等を
行わなければならないという問題がある。また、処理す
る鋼ストリップ１の幅変化に対応するための開口部およ
びストリップエッジ部でのめっき厚みの不均一を防止す
るバッフルプレート６の設置による開口部での大気侵入
防止用ノズルの配置は、シールボックスの構造を複雑に
するという問題がある。さらに、ワイピングノズル2,
2′の上部もシールボックス10で囲ってしまうため、め
っき直後のめっき面性状を観察することが難しいという
問題もある。

〈考案が解決しようとする課題〉 本考案の目的は、バッフルプレートを採用したガスワ
イピング装置を有し、その開口部が十分広い溶融金属め
っきあるいは塗装用のシールボックスにおいて、前記開
口部や種々の隙間からの酸素の侵入を防止し、シールボ
ックス内を十分な濃度の不活性ガスで満たすことができ
るシールボックスを提供するものである。

また別な目的は、ガスワイピングノズルと金属帯間の
間隙を自由に変えることのできるシールボックスを提供
するものである。

さらに、ストリップ幅方向でのめっき液の付着量の均
一性を確保するのに効果的なバッフルプレートの配置が
可能なシールボックスを提供するものである。

〈課題を解決するための手段〉 本考案は、下端がめっき液に浸漬され、上部にめっき
された鋼ストリップが通過する開口部を有するシールボ
ックスを、めっきされた鋼ストリップを囲繞するように
して設置し、前記シールボックスの上方に鋼ストリップ
との隙間の調整が可能なように一対のワイピングノズル
を設けるとともに、鋼ストリップの両端に近接してバッ
フルプレートを対称に配設してなるワイピング装置であ
って、前記ワイピングノズルの両側端部上方に位置させ
てサブノズルを前記ワイピングノズルの両端から処理さ
れる最小鋼ストリップ幅のエッジから内側に少なくとも
100mmまでの範囲に配設し、前記サブノズルおよびワイ
ピングノズルに、前記サブノズルへの単位幅当たりの供
給ガス量を前記ワイピングノズルへの単位幅当たりの供
給ガス量の少なくとも1/6の割合で分配供給する２次ヘ
ッダを連通させ、一方、前記シールボックスに、該シー
ルボックス内を正圧に保つためのガスを供給するガス供
給管を接続するとともに、該ガス供給管の吐出口にガス
を静圧化する遮蔽板を取り付けて、前記シールボックス
各部に形成される隙間部からの大気侵入を防止するよう
に構成してなることを特徴とするガスワイピング装置で
ある。

〈作用〉 本考案によれば、前記の構成であるからワイピングノ
ズル両端部からシールボックス内へ侵入しようとする大
気がサブノズルから噴射されるガスによって防止され
る。また、シールボックスの各部に形成される隙間から
侵入しようとする大気は、シールボックスに接続された
ガス供給管から供給されるガスによってシールボックス
内が常に正圧に保持されるので、各部隙間から流出する
ガスによって阻止される。

〈実施例〉 一般にめっき処理を施す鋼ストリップ板幅の範囲はか
なり大きく、600〜1800mm程度であり、エッジワイピン
グノズル付のバッフルプレートは変動する板幅に対応し
て配置する必要がある。まためっき液の付着量も種々様
々であり、その付着量制御の方法として鋼ストリップを
ワイピングノズルの間隔を変えることはしばしば行われ
ている。このような操業条件における本考案の一実施例
を以下に図を用いて説明する。

第１図は本考案のシールボックスの側断面図、第２図
は同側面図、第３図は同部分平面図、第４図は同正面図
である。これらの図において、４は下端をめっき液３に
浸漬し、上部に鋼ストリップ１が通過する開口部を有す
るシールボックスを示し、６はエッジワイピングノズル
８を有するバッフルプレートである。鋼ストリップ１の
幅端部（エッジ部）近傍は中央部に比較してめっき液が
払拭されにくい現象が生じるため、鋼ストリップ１のエ
ッジに近接してエッッジワイピングノズル付のバッフル
プレート６を配置し、エッジワイピングノズル８から噴
射する不活性ガスによってストリップエッジ部近傍の余
分のめっき液が払拭される。シールボックス４の側壁に
はバッフルプレート６が通過できるようにコ字状の切り
欠き22が設けてある。

シールボックス４の上方にワイピングノズル2,2′が
配置されており、かつワイピングノズル2,2′の上部に
は中央部を除く両サイド部にサブノズル17が設けられた
構造となっており、ワイピングノズル2,2′およびサブ
ノズル17は背後の２次ヘッダ21に接続されている。第１
図において２次ヘッダ21を介してワイピングノズル2,
2′およびサブノズル17からシールボックス４にシール
ガスの流れの様子を矢印で模式的に示している。

すなわち、ワイピングノズル2,2′より噴出されたワ
イピングガスは鋼ストリップ１に衝突した後、シールボ
ックス４では鋼ストリップ１に沿った下向きの流れとな
る。そして、シールボックス４内を循環するような流れ
（第１図中、矢印Ａで示す）となり、ワイピングノズル
2,2′の下側に取り付けられたプレート18とシールボッ
クス天板4aの隙間Δ１を通って大気中に排出される。

シールボックス４の側壁にはガス供給管19が接続され
ており、このガス供給管19から不活性ガスを供給するこ
とによってシールボックス４内を正圧に保持する。この
シールボックス４内にガス供給管19から供給される不活
性ガスは、できるだけ静圧的に供給するのが望ましい。
そこで、ガス供給管19の吐出面に設けた遮蔽板20は、ガ
ス供給管19から供給する不活性ガスをできるだけ静圧化
するためのものである。

一方、ワイピングノズル2,2′より上方では、ワイピ
ングノズル2,2′から噴出されたワイピングガスの流れ
は鋼ストリップ１に衝突後、ストリップ進行方向に沿っ
た非常に速い流れ（第１図中、矢印Ｂで示す）を形成す
るが、第３図に示すように、鋼ストリップ１の幅端より
外側では仮想のストリップとしてのバッフルプレート６
が配置されてはいるが、鋼ストリップ１の幅中央部と同
等の非常に速いガス流れは生じ難くワイピングノズル2,
2′の両端部ではガス流れが相対的に遅いため、当該部
分から外気がシールボックス４内へ侵入する危険性が大
きくなる。

そこで、バッフルプレート６の近傍からシールボック
ス４内に大気が侵入するのを防止するためワイピングノ
ズル2,2′の中央部を除く両サイド部の上面に沿ってサ
ブノズル17を設けた構造としている。すなわち、このサ
ブノズル17は、シールボックス４との内側におけるバッ
フルプレート６および鋼ストリップ１のエッジ部に相当
する範囲に亘りワイピングノズル2,2′の上面に沿って
設けてあり、サブノズル17から鋼ストリップのエッジ部
およびバッフルプレート６にガスを噴出することによ
り、ワイピングノズル2,2′の両端部領域から噴射され
るガス流の速度が遅いのを援助し、大気を矢印Ｃ（第１
図参照）で示すように排除して、シールボックス４内に
侵入するのを防止する。

第４図に示すように、ワイピングノズル２の上面に沿
って設けられるサブノズル17の設置範囲、すなわちワイ
ピングノズル２の両端部における幅長さＬは、鋼ストリ
ップ１の最小幅をＷとすると、最小幅Ｗとされる鋼スト
リップ１のエッジからサブノズル17の内側に入る長さｌ
が少なくとも100mmにする必要があり、それ以下では鋼
ストリップ１のエッジ部に形状不良等がある場合には、
大気がシールボックス４内に侵入する恐れがある。もち
ろん、サブノズル17をワイピングノズル2,2′の全幅に
わたって配設することも可能である。

なお、第３図に示すように、ワイピングノズル2,2′
とシールボックス４との間には処理するめっき条件に応
じてワイピングノズル2,2′をシフトさせることが可能
なように隙間Δ２を設けてある。この隙間Δ２から大気
がシールボックス４内に侵入するのを防止するために
は、前記シールボックス４に接続したガス供給管19から
ガスを供給してシールボックス４内を確実に正圧に保持
することによって行われる。すなわち、隙間Δ２からシ
ールボックス４の外に向かって常にガスを排出させて大
気の侵入が防止される。

なお、前記実施例ではワイピングノズル2,2′の上部
に接続してワイピングガスを供給する２次ヘッダ21およ
びサブノズル17を設けるものを示しているが、例えばワ
イピングノズル2,2′の上方に切り離して別途サブノズ
ルを設けるような構成にすることも可能である。

本考案のシールボックスを用いてシールボックス開口
部寸法、ワイピングガス量に対するサブノズルのガス量
さらにはシールボックスに供給したガス量等の条件を種
々変えてその効果を確認した。そこで、２次ヘッダにお
いて、ワイピングノズルとサブノズルへ分配供給する際
に、ガスサブノズルへの単位幅当たりの供給ガス量をワ
イピングノズルへの単位幅当たりの供給ガス量に対して
４通りに変化させたときの酸素濃度の変化の推移を第１
表に示した。なお、そのときのシールボックス等の諸条
件は以下の通りである。また、ワイピングガスおよびシ
ールボックス内への供給ガスにはN₂ガスを用いた。

鋼ストリップ寸法 0.6mm（厚み）×800mm（幅） ワイピングノズル幅 1200mm ワイピングノズル間隔 40mm 開口部隙間Δ１ 8mm 開口部隙間Δ２ 5mm バッフルプレートと ストリップエッジの隙間 5mm 供給ガス量 10Nm³/min この表から、サブノズルガス量とワイピングガス量と
の比が、1/4〜1/2であるケース2,3,4においては、酸素
濃度が24ppm以下となることがわかる。

したがって、ガスサブノズルへの単位幅当たりの供給
ガス量をワイピングノズルへの単位幅当たりの供給ガス
量の少なくとも1/6を供給するとにより、めっき後のス
トリップ通過部からシールボックス内への酸素の侵入を
防止することができ、めっき金属の酸化防止およびドロ
ス発生の抑制に効果的である。

なお、上記実施例は鋼ストリップのめっき液浸漬の場
合を対象とした場合について説明したが、本考案はこれ
に限るものではなく、鋼ストリップに塗料を塗布する場
合においても適用し得ることはいうまでもない。

〈考案の効果〉 本考案によるシールボックスを備えたガスワイピング
装置を用いることにより以下の効果を得る。

めっき浴面からワイピングノズルまでを非酸化雰囲
気にすることで、めっき液の酸化防止によりドロスの発
生を抑制できるため亜鉛の歩留りが向上できる。また、
めっき厚みを均一にすることができ高品質で美麗なめっ
き製品を製造することが可能となる。

ワイピングノズルの下部のみを囲んだシールボック
スであるため、形状が不良なストリップをめっき処理す
るときに生じやすいノズル詰まりおよびスプラッシュの
ノズルへの付着が万一生じても容易に発見できるととも
に、その手入れも簡単であり、ラインを停止することな
く継続して生産を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のシールボックスの側断面図、第２図は
本考案のシールボックスの側面図、第３図は本考案のシ
ールボックスの側面部の部分平面図、第４図は本考案の
シルボックスの正面図、第５図は従来のシールボックス
の分解斜視図、第６図は従来のシールボックスの側断面
図、第７図は従来のシールボックスの側面図、第８図は
従来のシールボックスの部分断面図、第９図は従来のシ
ールボックスの側端部の平面図、第10図は従来のガスワ
イピング法の典型例を示す説明図である。 １……ストリップ、２……ワイピングノズル、３……め
っき液、４……シールボックス、５……開口部、６……
バッフルプレート、８……エッジワイピングノズル、17
……サブノズル、18……プレート、19……ガス供給配
管、20……遮蔽板、21……２次ヘッダ、22……切り欠
き。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】下端がめっき液に浸漬され、上部にめっき
   された鋼ストリップが通過する開口部を有するシールボ
   ックスを、めっきされた鋼ストリップを囲繞するように
   して設置し、前記シールボックスの上方に鋼ストリップ
   との隙間の調整が可能なように一対のワイピングノズル
   を設けるとともに、鋼ストリップの両端に近接してバッ
   フルプレートを対称に配設してなるワイピング装置であ
   って、 前記ワイピングノズルの両側端部上方に位置させてサブ
   ノズルを前記ワイピングノズルの両端から処理される最
   小鋼ストリップ幅のエッジから内側に少なくとも100mm
   までの範囲に配設し、前記サブノズルおよびワイピング
   ノズルに、前記サブノズルの単位幅当たりの供給ガス量
   を前記ワイピングノズルへの単位幅当たりの供給ガス量
   の少なくとも1/6の割合で分配供給する２次ヘッダを連
   通させ、一方、前記シールボックスに、該シールボック
   ス内を正圧に保つためのガスを供給するガス供給管を接
   続するとともに、該ガス供給管の吐出口にガスを静圧化
   する遮蔽板を取り付けて、前記シールボックス各部に形
   成される隙間部からの大気侵入を防止するように構成し
   てなることを特徴とするガスワイピング装置。