JPS5983754A - 連続溶融メツキにおける溶融金属凝固位置の予測方法 - Google Patents

連続溶融メツキにおける溶融金属凝固位置の予測方法

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JPS5983754A
JPS5983754A JP19185982A JP19185982A JPS5983754A JP S5983754 A JPS5983754 A JP S5983754A JP 19185982 A JP19185982 A JP 19185982A JP 19185982 A JP19185982 A JP 19185982A JP S5983754 A JPS5983754 A JP S5983754A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/14Removing excess of molten coatings; Controlling or regulating the coating thickness
    • C23C2/16Removing excess of molten coatings; Controlling or regulating the coating thickness using fluids under pressure, e.g. air knives
    • C23C2/18Removing excess of molten coatings from elongated material

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は銅帯の連続溶融メッキにおいてメッキ後の銅帯
表面の溶融金属の凝固位置を予測する方法に関するもの
である。
たとえば連続溶融亜鉛メッキ設備で亜鉛メッキ鋼板を製
造する方法は、連続焼鈍炉を出た銅帯を溶融亜鉛浴(以
下メッキ浴という)内を通過させた後、銅帯に付着した
亜鉛が溶融状態にある間に気体噴射ノズルにて亜鉛付着
量を調整し、その後冷却装置で冷却する方法によって行
われる。
この製造法においてミニマム・スパングル(ゼロスパン
グルともいう)の亜鉛メッキ鋼板を製造する場合は、前
記亜鉛付着量の調整の後で銅帯表面の溶融亜鉛が凝固す
る直前に銅帯をミニマム・スパングル装置(水に薬品を
添加しだ液を吹付ける装置)を通過させる。
ここで、ス・ξングルのある通常の亜鉛メッキ鋼板を製
造する場合に、気体噴射ノズルによる亜鉛付着量調整後
の鋼帯表面の溶融亜鉛の凝固位置(銅帯進行方向にみた
位置)が冷却装置以後になるようであれば冷却装置のロ
ールに亜鉛が付着するという問題が生じる。またミニマ
ム・スパングルの亜鉛メッキ鋼板を製造する場合には、
銅帯表面の溶融亜鉛の凝固位置が銅帯進行方向に移動可
能になっているミニマム・スパングル装置の移動調節範
囲内にないときは所望のミニマム・スパングル製品を製
造することができない。すなわちミニマム・スパングル
装置内を通過する間の鋼帯表面の亜鉛が未凝固のときは
付着亜鉛の表面がビット状の肌荒れ外観を呈し、ミニマ
ム・スパングル装置に入る前に銅帯表面の亜鉛がすでに
凝固しているときはスパングルが発生する。これらのこ
とから、気体噴射ノズルによる亜鉛相着量調整後の銅帯
表面の溶融亜鉛の凝固位置は冷却装置よシも前方でアシ
、かつミニ・スパングル製品製造のときはミニマム・ス
・ξノズル装置内を通過する銅帯表面上の亜鉛の凝固進
行状態が適正であることが要求される。
気体噴射ノズルによる亜鉛付着量調整後の銅帯表面の溶
融亜鉛の凝固位置は亜鉛付着量、銅帯の寸法(厚さ、幅
)、鋼帯の速度、焼鈍炉出側(メッキ浴入側)の鋼帯α
温度、メッキ浴の温度などによって変化し、また気体噴
射ノズルの噴射気体の圧力および温度、大気の温度など
によっても変化する。被メッキ材は寸法、材質の異なる
ものも含めてコイルを捲戻した銅帯を順次溶接し連続し
て通板するので銅帯の寸法、速度、温度はコイル単位で
変化し、亜鉛付着量はコイル単位で或いは同一コイル内
で数回程度変化し、気体噴射ノズ゛ルの噴射気体の圧力
は亜鉛付着量に合わせて変更される。また〉ツキ浴の温
度、気体噴射ノズルの噴射気体の温度、大気の温度など
も変動する。
このようにして鋼帯表面の溶融亜鉛の凝固位置は頻繁に
しかも複雑に変化するのであるが従来は溶融亜鉛の凝固
位置を予測する適尚な方法がなかったために作業者が目
視によって凝固位置を観測し、該凝固位置が適正な範囲
内にくるよう経験的に銅帯の速度を調整したシ、またミ
ニマム・スパングル製品が適正な位置になるように該装
置を移動調節したシしていた。しかしながら、このよう
な作業者による調整方法は頻繁に変化する凝固位置を常
時観測することは作業者の負荷が大きく、また複雑に変
化する凝固位置を正確に予測したシ速度調整をしたシす
ることは困難であシ、メッキ製品の外観不良や冷却装置
のロールに亜鉛が伺着する等の問題が発生していた。
本発明は上記のような従来法における問題点を解決する
だめの凝固位置の予測方法を提供するものであり、その
要旨は連続焼鈍炉、溶融金属浴槽、気体噴射によるメッ
キ付着量調整装置等を備えだ溶融金属メッキ設備による
銅帯の連続溶融メッキにおいて、焼鈍炉出側の銅帯温度
と溶融金属浴の温度と銅帯の厚さと速度とを用いて溶融
金属浴出側の銅帯の温度を算出し、該銅帯が気体噴射に
よって奪われる熱量と該銅帯の保有顕熱と溶融金属の凝
固潜熱とを用いて熱量計算によシ鋼帯表面の溶融金属の
凝固する位置を溶融金属浴面かもの鋼帯進行方向の距離
として算出することを特徴とする連続溶融メッキにおけ
る溶融金属の凝固位置の予測方法である。
以下、本発明を連続溶融亜鉛メッキに適用した実施例に
基づき詳細に説明する。第1図は亜鉛メッキ設備の要部
構成と本発明方法の実施に必要な各種測定機器の配置例
を示す図である。第1図において鋼帯2は焼鈍炉1で焼
鈍され焼鈍炉出側に設けた温度計3にてその温度が測定
される。4はメッキ浴槽でメッキ浴5の温度は温度計6
にて測定される。メッキ浴5内を通過しだ鋼帯2は気体
噴射ノズル7にて亜鉛付着量が調整される。10は噴射
気体の圧力調節計、9は圧力計、11は調節弁、8は噴
射気体の温度を測定するだめの温度計である。亜鉛付着
量が調整された鋼帯2はミニマム・スパングル装ft 
12 全通過f ル。ミニマム・スパングル装置12は
移動装置13によって銅帯進行方向(上下方向)および
銅帯幅方向に移動可能で装置内のノズルを鋼帯2に対し
て挾むように装入される。その後、自然空冷された鋼帯
2は冷却装置15によって冷却される。16は鋼帯2の
速度を測定するだめの速度計、17は亜鉛付着量測定器
である。
第2図は第1図の設備内の各装置を通過する鋼帯の温度
降下状況を示す。Tsfは焼鈍炉出側の温度、Tspi
はメッキ浴入側の温度である。ただし、焼鈍炉出側から
メッキ浴入側までの間はシールされていて温度降下は殆
んどないのでTspiとTsfは等しいと瑚えて差支え
ない。次にメッキ浴内で対流熱伝達により銅帯の熱が奪
われ、銅帯の温度は入側昌度Tspiから出側温度Ts
poに降下する。このときの温度Tspoは入側温度T
spi (Tsf )とメッキ浴温度と銅帯速度と板厚
などによって変わる。メッキ浴面から亜鉛付着量調整の
だめの気体噴射ノズルまでの距離は通常200mm程度
なので、この間での温度降下は小さく銅帯の温度はメッ
キ浴出側の温度Tspoのまま気体噴射ノズルまで到達
するものと考えて差支えない。次に銅帯は気体噴射ノズ
ルから噴射された気体によシ短時間に熱を奪われて銅帯
の温度はTsnに降下する。このときの温度降下量は銅
帯の温度Tspoと噴射気体の温度、重量などによって
変化する。気体噴射ノズルからミニマム・スパングル装
置の入口までの間、銅帯の温度は輻射によI) Tse
に降下する。ミニマム・スパングル装置内では銅帯はミ
ニマム・スパングル液の吹付けによシ短時間に熱を奪わ
れ銅帯の温度は降下して溶融亜鉛の凝固点となる。
スパングルのある通常の亜鉛メッキ鋼板製造の場合は第
1図のミニマム・ス・ξンクル装置は鋼帯通板経路から
退避され、銅帯は冷却装置15にいたるまで自然冷却さ
れる(第2図で点線で示す)。
さて、このような亜鉛メツキラインにおいて気体噴射ノ
ズルによる亜鉛付着量調整後の銅帯表面の溶融亜鉛の凝
固位置を各種測定結果を用いて演算により求める方法に
ついて説明する。
溶融亜鉛の凝固位置の算出は以下に述べる(1)〜(5
)の手順に従って行う。
(1)メッキ浴から出だ時の銅帯の温度Tspoの計算
ととて Cs  鋼帯の比熱(定数) ρS、銅帯の密度(定数) t:銅帯の厚さく変数・・公称値) V:鋼帯の速度(変数・・・実測値) hp: メッキ浴内の溶融亜鉛と銅帯間の対流熱伝達係
数(定数) t:メッキ浴内の鋼帯の長さく定数) Tzp : メッキ浴の温度(変数・・実測値)Tsf
 :焼鈍炉出側の鋼帯の温度(変数・・実測値〕(2)
気体噴射ノズルから気体によシ奪われる熱量Qnの計算 ωo= 18.60・(Tg+273−) 2    
   ・・・・■ここで G:噴射気体の重量流量 P 噴射気体の圧力(変数・・実測値)21重力の加速
度(定数) ρ、噴射気体の密度(定数) Tg、噴射気体の温度(変数・・・実測値)Po  大
気の圧力(定数) So:気体噴射ノズルの開口面積(定、数)Qn=G・
(Cs”rspo−Cg−Tg)   −・・■n ここで Wn 気体噴射ノズルの幅(定数) Cg:噴射気体の比熱(定数) W、銅帯の幅(変数・・公称値) (3)銅帯の顕熱Qsの計算 QS=C5Oρ5jt1W・■e(TSpO−TSO)
°°゛■ここで W:鋼帯の幅(変数・公称値) Tso :溶融亜鉛が凝固した時の銅帯の温度(定数・
・・溶融亜鉛の凝固温度Toと同じ)(4)溶融亜鉛の
凝固により発生する熱量Qmの計算Qm−qm−M−v
−W・・・■ ここで qm:亜鉛の凝固熱(定数) M:亜鉛付着量(変数・・・実測値または目標値)(5
)ミニマム・ス・ξングル液の吹付によシ奪われる熱量
Qeの計算 ここで h:ミニマム・スパングル液と銅帯との間の熱伝達係数
(定数) L、ミニマム・ス・ξンクル吹付ハ有効吹付長(定数) Tw:ミニマム・スパングル液吹付スプレ一温度(定数
) (6)銅帯表面の溶融亜鉛の凝固位置Xの計算メッキ浴
出側からミニマム・スパングル装置1での間での銅帯の
輻射による損失熱量。rはQr = Qs −Qn  
Qe + Qm     ・・曲■ミニマム・スパング
ル装置直前の銅帯の温度をTseとすると、 ここで、 σニステンアン・ボルツマン定数 ここで、 Ta:大気の温度(変数・・・実測値)x=ao+a1
・X+a2・X−W+a3・X−W2+a4・Y+a5
 ・X−Y*W+a6 ・x−y−w2  +++++
・ @ここで、 ao+ al + ”2 + a3’+ a< + a
5 + 86 ’定数第6図は以上の計算手順を図に示
しだものである0 以上の手順によって気体噴射による亜鉛付着量調整後の
銅帯表面の溶融亜鉛の凝固位置(メッキ浴面からみた銅
帯進行方向距離X)を適当な周期で求める。そして、こ
のようにして求めた凝固位置(距離X)がス・ξノズル
のある通常の亜鉛メッキ鋼板を製造する場合は冷却装置
までの距離を超えていないかをチェックし、またミニマ
ムスパングルの亜鉛メッキ鋼板を製造する場合にはミニ
マムスパングル装置の移動調節範囲内を超えていないか
チェックし超えていない場合は銅帯の速度はそのままと
し超えている場合は以下の計算式によシ凝固位置が所定
の位置(これをxnとする)を超えな−ような鋼帯の速
度Vpを求めて速度修正を行う。
Δx=xn  x             ・・・ 
[相]ただしQr = Qs +Qm −Qn −Qe
Vp==V+ΔV              ・・・
・・・[相]以上の一連の計算はコンピューターを用い
て行うのが適当でありまた速度修正は自動制御装置によ
シ自動化することができる。以上、述べたごとく本発明
によりメッキ浴を出だ後の銅帯表面の溶融亜鉛の凝固位
置を予測し、必要にょシ鋼帯の速度修正を行うことによ
シメッキ製品の外観の良好化および冷却装置のロールへ
のメッキ金属の付着を防止することができる。
なお以上は連続溶融亜鉛メッキを例にとって説明したが
、本発明は亜鉛メッキに限定されるものではなく、錫メ
ッキ、アルミメッキなど他の溶融金属メッキにも適用で
きることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
第1図は亜鉛メッキ設備の要部構成と本発明の実施に必
要な各種副機器の配置例を示す図、第2図は第1図の設
備内の各装置を通過する銅帯の温度降下状況を示す図、
第6図は本発明の実施例における計算手順を示す図であ
る。 1 焼鈍炉 2・・銅帯 6・・温度計 4・・・メッキ浴槽 5・・メッキ浴 6・・温度計 7・・・気体噴射ノズル 8・・温度計 9・・・圧力計 10・・・圧力調節計 11・・調節弁 12・・ミニマム・スノミングル装置 13・・移動装置 14・・・ロール 15・・冷却装置 16・速度計 17・・亜鉛付着量測定器 第 2 阿 4川帯の信置 第3図 286−

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)連続焼鈍炉、溶融金属浴槽、気体噴射によるメッ
    キ付着量調整装置等を備えた溶融金属メッキ設備による
    銅帯の連続溶融メッキにおいて、焼鈍炉出側の銅帯温度
    と溶融金属浴の温度と銅帯の厚さと速度とを用いて溶融
    金属浴出側の銅帯の温度を算出し、該銅帯が気体噴射に
    よって奪われる熱量と該銅帯の保有顕熱と溶融金属の凝
    固潜熱とを用いて熱量計算により銅帯表面の溶融金属の
    凝固する位置を溶融金属浴面からの銅帯進行方向の距離
    として算出することを特徴とする連続溶融メッキにおけ
    る溶融金属の凝固位置の予測方法。
  2. (2)前記連続溶融メッキが溶融亜鉛メッキである特許
    請求の範囲第1項記載の連続溶融メッキにおける溶融金
    属の凝固位置め予測方法。
JP19185982A 1982-11-02 1982-11-02 連続溶融メツキにおける溶融金属凝固位置の予測方法 Expired JPS6058302B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4752508A (en) * 1987-02-27 1988-06-21 Rasmet Ky Method for controlling the thickness of an intermetallic (Fe-Zn phase) layer on a steel strip in a continuous hot-dip galvanizing process

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4752508A (en) * 1987-02-27 1988-06-21 Rasmet Ky Method for controlling the thickness of an intermetallic (Fe-Zn phase) layer on a steel strip in a continuous hot-dip galvanizing process

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