JPH10204599A - 溶融めっき付着量の制御方法及びガスワイピングノズル - Google Patents

溶融めっき付着量の制御方法及びガスワイピングノズル

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JPH10204599A
JPH10204599A JP948697A JP948697A JPH10204599A JP H10204599 A JPH10204599 A JP H10204599A JP 948697 A JP948697 A JP 948697A JP 948697 A JP948697 A JP 948697A JP H10204599 A JPH10204599 A JP H10204599A
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JP948697A
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Atsushi Kurobe
淳 黒部
Shigeo Matsubara
茂雄 松原
Kazunari Nakamoto
一成 中本
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
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Nisshin Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 主ノズルから噴出される噴流のポテンシャル
コア領域を長くし、噴流の流量増加やガスワイピングノ
ズルの近接配置を必要とせず、溶融めっき金属の付着量
調節機能を向上させる。 【解決手段】 噴出口側の先端面が尖ったテーパ部22
を付けた仕切り板12で仕切られ、鋼帯幅方向に長い噴
出口が設けられた主ノズル10及び副ノズル11から主
噴流23及び副噴流24を溶融めっき浴4から引き上げ
られている鋼帯1の表裏両面に吹き付ける。主噴流23
は、主として溶融めっき金属の付着量を調節する。副噴
流24は、主ノズル10からの主噴流23を絞り込むよ
うに噴射され、主噴流23のポテンシャルコア領域16
を長くする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼帯に噴流を吹き付け
過剰な溶融めっき金属を搾り取る際、騒音やスプラッシ
ュ発生を抑え、溶融めっき付着量を効率よく制御する方
法及びガスワイピングノズルに関する。
【0002】
【従来の技術】溶融めっきラインでは、図1に示すよう
に、めっき原板である鋼帯1を還元性雰囲気に維持され
た還元焼鈍炉2に搬送し、鋼帯1の表面を活性化した
後、還元焼鈍炉2からスナウト3を経て溶融めっき浴4
に送り込んでいる。鋼帯1は、溶融めっき浴4に浸漬さ
れているシンクロール5を周回し、進行方向を上向きに
変更される。次いで、鋼帯1は、サポートロール6を経
由して溶融めっき浴4から送り出され、ガスワイピング
装置7で付着量が調整される。溶融めっきされた鋼帯1
は、必要に応じて合金化熱処理され、次工程に搬送され
る。ガスワイピング装置7では、図2に示すように鋼帯
1の表面側及び裏面側に配置したガスワイピング装置7
のガスワイピングノズル8から噴射された噴流9を鋼帯
1に吹き付けることにより、鋼帯1に付着している過剰
な溶融めっき金属を搾り取り、めっき付着量を調整して
いる。このとき、鋼帯1への噴流9の衝突,鋼帯1の板
幅方向端部における噴流9相互の衝突によって騒音が発
生し、作業環境が悪化する。
【0003】ところで、ライン速度を高速化させ溶融め
っきの生産性を向上させる要求が近年高まってきてい
る。ライン速度を高速化すると、鋼帯1が溶融めっき浴
4から引き上げられた際、溶融めっき浴4から持ち上げ
られる溶融めっき金属の量が増加する。過剰な溶融めっ
き金属を搾り取るためには、ガスワイピングノズル8か
ら噴射される噴流9を増加させ、或いは鋼帯1にガスワ
イピングノズル8を接近させる必要がある。しかし、何
れの手段でも、噴流9の衝突に起因する騒音が更に高ま
り、作業環境が一層悪化する。また、鋼帯1に衝突した
後で鋼帯面に沿って下向きに流れる気体が不安定化し、
溶融めっき浴1の表面上で多量のスプラッシュが発生し
易くなる。
【0004】そこで、溶融めっき金属を搾り取る主ノズ
ル及び主ノズルの上下面に配置した副ノズルをもつガス
ワイピングノズルを使用し、各ノズルから噴流を噴射さ
せる方法が特開平1−230758号公報,特開平4−
74858号公報等で紹介されている。この方法による
とき、主ノズルからの噴流は、副ノズルからの噴流によ
って広がり角が大きくなることが抑えられ、ポテンシャ
ルコア領域が長くなり、結果として噴流の流量を増加さ
せたり、鋼帯からガスワイピングノズルまでの距離を小
さくすることなく、めっき付着量が制御できるとされて
いる。また、主ノズルからの噴流は、広がり角の拡大が
抑制されているので、鋼帯に衝突した後で鋼帯面に沿っ
て下向きに流れる気体が安定化するとされている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、主ノズル及び
副ノズルを備えたガスワイピングノズルから噴流を噴射
させると、図3に示すように主ノズル10と副ノズル1
1との境界に位置する仕切り板12の後方に滞留域13
が発生し、噴射された噴流9との間に剪断層14が形成
される。噴流9が高レイノルズ数の乱流に近付くと、大
きな乱流の渦15が剪断層14に発生し、剪断層14及
び滞留域13の流体と混合するようになる。その結果、
滞留域13の流体は、混合作用によって噴流9の噴射方
向に誘引され、ポテンシャルコア領域16の成長が阻害
される。
【0006】噴流9が乱流に遷移するレイノルズ数は約
30と低いため、ガスワイピングのような高速で噴射さ
れた噴流9は乱流状態になっている。ポテンシャルコア
領域16は、ガスワイピングノズル8の噴射口での噴流
9の流速と同一な値が保たれる領域である。この領域1
6が長いと、高ライン速度の溶融めっきにみられるよう
に溶融めっき浴4から多量の溶融めっき金属が持ち上げ
られる場合でも、噴流9を流量増加させたりガスワイピ
ングノズル8と鋼帯1間の距離を短くすることなく、効
率よく溶融めっき付着量を制御できる。
【0007】しかし、従来のガスワイピングノズルで発
生したポテンシャルコア領域16は、乱流の渦15によ
って成長が妨げられ、十分な長さにならない。そのた
め、噴流9の流量増加や鋼帯1からガスワイピングノズ
ル8までの距離の縮小等の処置が必要とされ、結果とし
て騒音が大音量化し、また溶融めっき浴4の表面でスプ
ラッシュが発生し易くなる。本発明は、このような問題
を解消すべく案出されたものであり、副ノズルからの副
噴流で主ノズルからの主噴流を絞るように鋼帯の表裏面
に吹き付けることにより、噴流の流量を増加させる必要
なく溶融めっき金属の付着量を広範囲で調整することを
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の溶融めっき付着
量制御方法は、その目的を達成するため、鋼帯幅方向に
長い噴出口が設けられた主ノズルから主として溶融めっ
き金属の付着量を調節する主噴流を噴射し、噴出口側の
先端面が尖ったテーパ部を付けた仕切り板で主ノズルか
ら仕切られ、鋼帯幅方向に長い噴出口が設けられた副ノ
ズルから、主噴流に対して僅かに傾斜した副噴流を噴射
し、溶融めっき浴から引き上げられている鋼帯の表裏両
面に主噴流及び副噴流を吹き付けることを特徴とする。
この方法で使用するガスワイピングノズルは、主として
溶融めっき金属の付着量を調節する主噴流を噴射する鋼
帯幅方向に長い噴出口をもつ主ノズルと、主ノズルの外
側上下面に設けられ鋼帯幅方向に長い噴出口をもつ副ノ
ズルと、主ノズル及び副ノズルとの間を仕切り、噴出口
側の先端面が尖ったテーパ部を付けた仕切り板とを備え
ている。副ノズルは、主ノズルに対して僅かに,具体的
には5〜20度の傾斜角度で傾斜させていることが好ま
しい。
【0009】
【作用】本発明者等は、水モデルを使用した実験により
ポテンシャルコア領域及び乱流の発生状況を調査した。
水モデル実験では、図4に示すように、ガスワイピング
ノズルを模擬したノズルモデル17を水槽18に配置
し、水19を水槽18に入れた。一定量のアルミナ懸濁
液20をノズルモデル17から水中に吹き込み、噴流2
1の状態を観察した。この水モデル実験の結果、ポテン
シャルコア領域を長くするためには噴流21の広がり角
を抑えることが必要であり、噴流21とほぼ平行な流れ
を噴流21の上下位置に形成するとき噴流21の広がり
角が抑えられることを見い出した。具体的には、図5に
示すように主ノズル10の上面及び下面に副ノズル11
を設けたノズルモデル17を用い、各ノズル10,11
から主噴流23及び副噴流24を噴射させた。主ノズル
10に対して副ノズル11の指向方向を僅かに傾斜さ
せ、副噴流で主噴流23を絞り込むように噴射させたと
ころ、主噴流23のポテンシャルコア領域16は、副噴
流24がない場合と比較して約30%長くなることが判
った。しかし、仕切り板12の端面が直角になっている
と、図3で説明したように乱流渦15の発生があるた
め、ポテンシャルコア領域16の長さ増加に限度があ
る。
【0010】そこで、主ノズル10と副ノズル11との
間に位置する仕切り板12の先端に、図6に示すように
先端が尖ったテーパ部22を付けることに思い至った。
先端の尖ったテーパ部22は、噴出口近傍の仕切り板1
2を両面から凹状に加工することにより形成される。テ
ーパ部22の先端では、主噴流23に副噴流24が急角
度で衝突して主噴流23のエネルギーを低下させないよ
うに、5度以下の角度にすることが好ましい。また、主
噴流23の広がりを副噴流24で抑えるためには、主ノ
ズル10に対して副ノズル11の指向方向を5度以上の
傾斜角度で傾斜させることが好ましい。しかし、20度
を超える傾斜角度では、主噴流23に対する副噴流24
の衝突によるエネルギー損失が大きくなる。このワイピ
ングノズルでは、先端が尖ったテーパ部22のため主噴
流23と副噴流24との間に滞留域13を生じることな
く、副噴流24で主噴流23が絞り込まれるように噴出
される。そのため、乱流渦15の発生がなく、主ノズル
10単独の噴流で生じるポテンシャルコア領域16に比
較して約50%長くなることが判った。
【0011】
【実施の形態】本発明に従った溶融めっき付着量制御で
は、図7に示すように溶融めっき浴4から送り出される
鋼帯1の表面側及び裏面側にガスワイピング装置7を配
置し、ガスワイピングノズル8から噴流を噴射させて鋼
帯1に吹き付ける。ガスワイピングノズル8は、主とし
て溶融めっき金属を搾り取る主噴流23を噴射する主ノ
ズル10を中心として、主ノズル10の上下面に副ノズ
ル11,11を配置した構造を持っている。副ノズル1
1,11からは、主ノズル10からの噴流23に向かっ
て僅かな傾斜角度で副噴流24が噴射される。主ノズル
10と副ノズル11,11とを仕切る仕切り板12の端
面は、先端が尖ったテーパ部22に成形されている。テ
ーパ部22の先端角度は、主噴流23と副噴流24との
間に滞留域が生じないように5度以下にすることが好ま
しい。
【0012】主噴流23及び副噴流24は、先端が尖っ
たテーパ部22のため噴射直後から互いに接触した状態
で噴出される。そのため、図3で説明した滞留域13や
乱流渦15の発生がない。また、主ノズル10に対して
副ノズル11が僅かに傾斜しているので、主噴流23
は、副噴流24で絞り込まれるように噴射される。その
結果、主ノズル10から噴射された主噴流23のポテン
シャルコア領域16は非常に長くなる。したがって、主
噴流23の流量増加,鋼帯1に対するワイピングノズル
8の近接配置等に起因した騒音の増大や溶融めっき浴4
の浴面上でのスプラッシュ発生が防止され、効率よく溶
融めっき付着量を制御することが可能となる。
【0013】
【実施例】ガスワイピング装置7に、高さ1mm,幅2
000mmの噴射口をもつ主ノズル10の外側上下面に
主ノズルと同寸法の噴射口をもつ副ノズル11,11を
配置したガスワイピングノズル8を使用した。なお、主
ノズル10と副ノズル11,11との間には、噴射口側
に先端角度5度のテーパ部22を付けた仕切り板12を
設けた。ガスワイピング装置7を溶融めっき浴4から引
き上げられる鋼帯1の表面側及び裏面側に対向させ、溶
融めっき浴4の湯面から高さ200mm,鋼帯1までの
距離20mmの位置に配置した。
【0014】板厚0.8mm,板幅1200mmの鋼帯
1をライン速度160m/分で溶融めっき浴4に導入
し、シンクロール5を経て垂直上方に引き上げ、ガスワ
イピング装置7で溶融めっき付着量を調整した。主ノズ
ル10及び副ノズル11,11から噴射される噴流2
3,24の圧力を、共に0.25kgf/cm2 に設定
した。このガスワイピングにより、溶融めっき金属の付
着量を60g/m2 まで絞ることができた。このときの
騒音は、約120dBであった。比較のため、副ノズル
11,11からの副噴流24をなくし、主ノズル10の
みから圧力0.25kgf/cm2 で主噴流24を噴射
させた。この場合、騒音は約120dBと同様であった
が、溶融めっき金属の付着量を90g/m2 まで絞るこ
とが限界であった。
【0015】この対比から明らかなように、本発明によ
るとき、作業環境を悪化させることなく溶融めっき金属
の付着量制御を広範囲で行うことが可能となった。これ
は、先端が尖ったテーパ部22で主ノズル10と副ノズ
ル11,11との間を仕切り、滞留域13や乱流渦15
の発生を抑え、主噴流23のポテンシャルコア領域16
を長くした結果である。換言すれば、ポテンシャルコア
領域16を長くした噴流23でワイピングするため、噴
流23の流量増加やガスワイピングノズル8の近接配置
が必要なく、鋼帯1に付着する溶融めっき金属を多量に
搾り取ることが可能となった。
【0016】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、先端が尖った仕切り板で主ノズルと副ノズルとの間
を仕切り、溶融めっき金属の付着量を調節する主噴流を
噴射直後から副噴流で絞り込むように噴射させている。
そのため、滞留域や乱流渦による影響がなく、噴流のポ
テンシャルコア領域が長くなる。したがって、騒音の増
大をもたらす噴流圧力の上昇や、スプラッシュ多発の原
因となるワイピングノズルの鋼帯に対する近接配置の必
要なく、良好な付着量制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ガスワイピング装置を組み込んだ溶融めっき
装置
【図2】 鋼帯に対向配置したガスワイピング装置
【図3】 主ノズル及び副ノズルからの噴流の流動状態
【図4】 噴流の流動状態を調査した水モデル実験装置
【図5】 水モデル実験に使用したノズルモデル
【図6】 先端が尖ったテーパ部をもつ仕切り板を備え
たノズルモデル
【図7】 実施例で使用したガスワイピング装置
【符号の説明】
1:鋼帯 2:還元焼鈍炉 3:スナウト 4:
溶融めっき浴 5:シンクロール 6:サポートロール 7:ガス
ワイピング装置 8:ガスワイピングノズル 9:噴流 10:主ノ
ズル 11:副ノズル 12:仕切り板 13:滞留域 14:剪断層
15:乱流の渦 16:ポテンシャルコア領域 17:ノズルモデル
18:水槽 19:水 20:アルミナ懸濁流 21:噴流
22:テーパ部 23:主噴流 24:副噴流

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼帯幅方向に長い噴出口が設けられた主
    ノズルから主として溶融めっき金属の付着量を調節する
    主噴流を噴射し、噴出口側の先端面が尖ったテーパ部を
    付けた仕切り板で主ノズルから仕切られ、鋼帯幅方向に
    長い噴出口が設けられた副ノズルから、主噴流に対して
    僅かに傾斜した副噴流を噴射し、溶融めっき浴から引き
    上げられている鋼帯の表裏両面に主噴流及び副噴流を吹
    き付けることを特徴とする溶融めっき付着量の制御方
    法。
  2. 【請求項2】 主として溶融めっき金属の付着量を調節
    する主噴流を噴射する鋼帯幅方向に長い噴出口をもつ主
    ノズルと、主ノズルの外側上下面に設けられ鋼帯幅方向
    に長い噴出口をもつ副ノズルと、主ノズル及び副ノズル
    との間を仕切り、噴出口側の先端面が尖ったテーパ部を
    付けた仕切り板とを備えているガスワイピングノズル。
  3. 【請求項3】 副ノズルを主ノズルに対して僅かに傾斜
    させている請求項2記載のガスワイピングノズル。
JP948697A 1997-01-22 1997-01-22 溶融めっき付着量の制御方法及びガスワイピングノズル Withdrawn JPH10204599A (ja)

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