JP2007302957A - 溶融金属めっき鋼帯の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】溶融金属めっき浴から引き上げられる鋼帯の表面に、主ノズル部の上側および/または下側に副ノズル部を備えたガスワイピングノズルから気体を吹き付ける方法において、副ノズル部の気体噴射口を主ノズル部の気体噴射口に対して反鋼帯方向に5mm以上離間させるとともに、副ノズル部からの副気体噴流が主ノズル部からの主気体噴流との合流部で10m/s以上の流速となるよう、副ノズル部から気体を噴射する。副ノズル部から所定の条件で気体を噴射することにより気体噴流による溶融金属の掻き取り力が向上し、且つ副ノズル部の気体噴射口が主ノズル部の気体噴射口に対して反鋼帯方向に離間しているため、ノズル詰りの発生も抑えられる。
【選択図】図1
Description
鋼帯の連続処理プロセスにおいて生産量を増加させるには、鋼帯通板速度(ライン速度)を増加させればよい。しかし、連続溶融めっきプロセスにおいてガスワイピング方式でめっき付着量を制御する場合、ライン速度を増加させると、溶融金属の粘性によって鋼帯のめっき浴通過直後の初期付着量が増加するため、めっき付着量を一定範囲内に制御するには、ガスワイピングノズルから鋼帯面に吹き付ける気体圧力をより高圧に設定する必要があり、これによってスプラッシュが大幅に増加し、良好な表面品質を維持できなくなる。
特許文献1に示された方法は、主ノズルの上下に、幅方向で3分割以上され、各分割部がそれぞれ独立に圧力制御可能な補助ノズル(副ノズル)を設け、この補助ノズルから気体を噴射するものであり、この補助ノズルからの気体の噴射により主ノズルからの気体噴流の広がりが抑えられ、衝突後鋼帯に沿って流れる気体が安定するとしている。
特許文献3に示された方法は、主気体噴流を噴射する際、この主気体噴流を周囲の空気から遮断するための遮断ガスとして火炎を放射するものであり、主気体噴流の周りを高温ガスで囲むことによって主気体噴流の流動抵抗を低下させ、ポテンシャル・コア延長による衝突力向上が可能になるとしている。
したがって本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決し、ガスワイピングノズルを用いてめっき付着量の制御を行う溶融金属めっき鋼帯の製造方法において、鋼帯を高速通板させる場合でもスプラッシュによるめっき表面欠陥の発生とノズル詰まりを適切に抑え、高品質の溶融金属めっき鋼帯を安定して製造することができ製造方法を提供することにある。
[1]溶融金属めっき浴から連続的に引き上げられる鋼帯の表面に、主ノズル部の上側および/または下側に副ノズル部を備え、主ノズル部の気体噴射方向に対して副ノズル部の気体噴射方向が傾斜し、主ノズル部から噴射された気体噴流に副ノズル部から噴射された気体噴流が合流するように構成されたガスワイピングノズルから気体を吹き付け、鋼帯表面のめっき付着量の制御を行う溶融金属めっき鋼帯の製造方法において、
副ノズル部の気体噴射口を主ノズル部の気体噴射口に対して反鋼帯方向に5mm以上離間させるとともに、該副ノズル部から噴射される気体噴流が主ノズル部から噴射される気体噴流との合流部で10m/s以上の流速となるよう、副ノズル部から気体を噴射することを特徴とする溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
[3]上記[1]または[2]の製造方法において、副ノズル部の気体噴射口が、主ノズル部の気体噴射口に対して反鋼帯方向に離間する距離が100mm以下であることを特徴とする溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
[4]上記[1]〜[3]のいずれかの製造方法において、主ノズル部の気体噴射口を形成する第1ノズル壁体先端の厚みが2mm以下であることを特徴とする溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
この図5に示されるように、図4のガスワイピングノズルによる(b)の衝突圧力分布は、従来の単一ノズル形式のガスワイピングノズルによる(a)の衝突圧力分布に比べて気体噴流の拡散が抑制され、衝突圧力分布曲線の圧力勾配が急峻に変化するとともに、衝突圧力が上昇しており、これによって(a)に比べてめっき掻き取り力が向上していることが判る。
そこで本発明では、副ノズル部のガス噴射口を主ノズル部のガス噴射口に対して反鋼帯方向に適当な距離だけ離間させることによりノズル詰まりを防止するとともに、この副ノズル部から噴射される気体噴流(以下、副気体噴流という)の流速を所定の条件に制御することで、主ノズル部から噴射される気体噴流(以下、主気体噴流という)の拡散を抑制し、これにより図5の(b)に示すように衝突圧力分布曲線の圧力勾配を急峻化するとともに、衝突圧力を上昇させ、めっき掻き取り力を向上させることにより、気体圧力を過剰に高めることなくスプラッシュの発生を抑止するものである。
ここで、副ノズル部からの副気体噴流による上記作用は、副ノズル部を主ノズル部の上側、下側のどちらに設けた場合でも本質的な差はない。したがって、本発明では主ノズル部の上側、下側のいずれか一方にのみ副ノズル部を設けてもよいし、また、主ノズル部の上側と下側に各々副ノズルを設けてもよい。
本発明で用いるガスワイピングノズルは、主ノズル部とその上側および/または下側に設けられる副ノズル部とを備え、主ノズル部の気体噴射方向に対して副ノズル部の気体噴射方向が傾斜し、主ノズル部から噴射された気体噴流に副ノズル部から噴射された気体噴流が合流するように構成されたものであり、溶融金属めっき浴から連続的に引き上げられる鋼帯の表面に、そのガスワイピングノズルから気体を吹き付け、鋼帯表面のめっき付着量を制御する。
本発明の製造方法では、副ノズル部の気体噴射口を主ノズル部の気体噴射口に対して反鋼帯方向に5mm以上離間させるとともに、副ノズル部から噴射される気体噴流が主ノズル部から噴射される気体噴流との合流部で10m/s以上の流速となるよう、副ノズル部から気体を噴射する。
なお、第1ノズル壁体3a,3bは副気体噴流の剥離がなるべき起こらないようにするため、あまり急激な角度変化を持たないような形状に設計することが望ましい。
なお、この合流部pでの副気体噴流の流速の制御は、ヘッダ圧力と合流部pに相当する位置での副気体噴流の実流速との関係を予め求めておき、ヘッダ圧力を制御することにより行うことが可能である。
なお、通常ガスワイピングノズルはCrめっき等の表面処理を施すため角部が半径Rの円弧が接する形状にR加工されるが、第1ノズル壁体3a,3b先端の内側および外側の角部については、副気体噴流による主気体噴流の拡散防止効果が十分に発揮されるようにするには半径Rは極力小さいことが望ましく、R0.5以下が特に好適である。
主ノズル部1と副ノズル部2,2a,2bの気体噴射口4,6のノズルスリット幅(スリットギャップ)は特に制限はないが、一般には気体噴射口4のノズルスリット幅は0.5〜2mm程度、気体噴射口6のノズルスリット幅は0.1〜2.5mm程度に構成される。また、主ノズル部1の気体噴射方向に対する副ノズル部2,2a,2bの気体噴射方向の傾斜角も特に制限はないが、一般には5°〜70°、好ましくは10°〜70°、特に好ましくは15°〜45°程度に構成される。
図10によれば、第1ノズル壁体3a,3b先端の厚さtが2mm以下であれば、副ノズル部からの副気体噴流によるめっき掻き取り力の向上効果が得られ、また、ノズル詰まりも抑えられている。特に、厚さtが1mm以下においてめっき掻き取り力の向上効果が高い。
2,2a,2b 副ノズル部
3a,3b 第1ノズル壁体
4,6 気体噴射口
5,5a,5b 第2ノズル壁体
10 主ノズル部
20a,20b 副ノズル部
p 合流部
Claims (4)
- 溶融金属めっき浴から連続的に引き上げられる鋼帯の表面に、主ノズル部の上側および/または下側に副ノズル部を備え、主ノズル部の気体噴射方向に対して副ノズル部の気体噴射方向が傾斜し、主ノズル部から噴射された気体噴流に副ノズル部から噴射された気体噴流が合流するように構成されたガスワイピングノズルから気体を吹き付け、鋼帯表面のめっき付着量の制御を行う溶融金属めっき鋼帯の製造方法において、
副ノズル部の気体噴射口を主ノズル部の気体噴射口に対して反鋼帯方向に5mm以上離間させるとともに、該副ノズル部から噴射される気体噴流が主ノズル部から噴射される気体噴流との合流部で10m/s以上の流速となるよう、副ノズル部から気体を噴射することを特徴とする溶融金属めっき鋼帯の製造方法。 - 副ノズル部が、主ノズル部を構成する第1ノズル壁体とその外側に配される第2ノズル壁体との間で形成され、該副ノズル部の気体噴射口から第1ノズル壁体の外面に沿って気体を噴射することを特徴とする請求項1に記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
- 副ノズル部の気体噴射口が、主ノズル部の気体噴射口に対して反鋼帯方向に離間する距離が100mm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
- 主ノズル部の気体噴射口を形成する第1ノズル壁体先端の厚みが2mm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
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