JP2508360B2 - 連続溶融めっき装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、めっき浴面上にワイピングノズルを備えた
連続溶融めっき装置に関し、詳しくは溶融めっき後にお
けるストリップの振れが小さく、ワイピングノズルをス
トリップに近接させることができて効果的なワイピング
を行うことが可能な連続溶融めっき装置に関する。

（従来の技術） 鋼ストリップをめっき浴に連続的に供給し、その表面
に溶融金属、例えば溶融亜鉛をめっきする場合、第１図
に示すような連続溶融めっき装置が使用されている。こ
の装置では、前処理後のストリップ１は、めっき槽２内
の溶融亜鉛めっき浴３に連続的に浸漬され、浴中のボト
ムロール４により進行方向が上方に変えられ、支持ロー
ル５で案内されながら浴面上に垂直に引き上げられる。
めっき後のストリップ１は、浴面上にストリップ１を挟
んで対向配置されたワイピングノズル６から吹付けられ
るエヤー等のガスによりめっき厚が調整され、そのめっ
き層がほぼ凝固するまでそのまま垂直に上昇移送され
る。その後、トップロール７により進行方向が水平に変
えられて次工程へ送られる。

上記の連続溶融めっき装置においては、ストリップ面
に付着しためっき金属が凝固するまで、ストリップを垂
直に引き上げる必要があるので、垂直通板部の距離が長
くなる。このため、ストリップには第２図に示すように
横方向（左右方向）の振動が発生する。振動の幅（振
幅）はストリップの通板速度が速くなればなるほど大き
くなる。通板速度を速くすると、付着めっき金属の凝固
位置が高くなるので、垂直通板部はより長い距離を必要
とする。例えば150m/min以上の高速通板では垂直通板部
は30mを超える場合がある。垂直通板部が長くなると、
それだけ振動が増幅されるため、振幅はより大きくな
る。

ストリップの振動が発生すると、ワイピングノズル先
端とストリップ面との距離がたえず変動するので、スト
リップ長手方向、幅方向および表裏面において、均一な
めっき厚が得られず、その結果めっき層にむらが生じ、
製品品質が著しく損なわれる。また、ワイピングノズル
とストリップとが接触するのを防止するための振幅の大
きさを予測し、この範囲外にワイピングノズルを配置し
なければならないので、ワイピングノズルとストリップ
面との距離が長くなり、ワイピング能力、即ち、めっき
目付量の制御範囲が狭められる。めっき目付量の制御範
囲が狭められると高速通板の実施が困難となる。ストリ
ップ面に付着してくるめっき金属量は通板速度に比例し
て増大するため、めっき目付量の制御範囲が狭められる
と所定の目付量に調整することができなくなる。

ところが、従来の連続溶融めっき装置では、垂直通板
部においては表面の付着金属が未凝固のため、ロール等
でストリップを接触支持して振動を防止することは不可
能である。

そこで、磁力や流体層を介してストリップを非接触的
に支持する装置が種々提案されている。例えば、特公昭
56−5821号公報には、第３図に示すようなワイピングノ
ズル６とトップロール７との間にマグネット８とこれを
挟んでガス供給ノズル９を備えたパット10とからなる装
置が提案されている。また、特開昭57−101657号公報に
は、第４図に示すようなワイピングノズル６の設置位置
上方の1000mm以内に静圧パッド11を配した装置が提案さ
れている。

しかし、特公昭56−5821号公報記載の装置の場合に
は、装置が大ががりであるため、ワイピングノズルの近
傍に設置するのが困難であり、その分振動防止効果は減
殺される。特開昭57−101657号公報記載の装置の場合に
は、ワイピングガスの圧力が弱いとき、ストリップ面に
上昇してくるガス流れが弱くなり、このガス流と静圧パ
ッドの下端から流れてくるガス流とで起こるとじ込め現
象による圧力の相乗効果が小さくなり、その結果、静圧
パッドの静圧力は減少するため振動を十分に防止するこ
とができない。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の課題は、溶融めっき後のストリップの振動を
確実に防止することにある。即ち、本発明の目的は、ス
トリップの振動が小さく、ワイピングノズルを可能な限
りストリップに近接させることができ、めっきむらのな
い品質に優れためっき製品を製造することができる連続
溶融めっき装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、図６に示すように垂直通板部にストリ
ップを挟み対向する、流体すなわち気体の噴出ノズルの
設置位置に近接して、その上下の平板をノズルのストリ
ップ幅方向には平行でストリップ面に向うほど間隔が拡
がるよう傾斜させ、ストリップ面に対しては面対称に配
置し、ストリップと平板との間の空隙に流体を空隙の狭
い方に向けて流すと、流体の圧力が高められ、ストリッ
プの振動が抑制されることを見出した。

上記の知見に基づく本発明は下記の（１）〜（３）を
要旨とする。

（１） 溶融めっき浴上にストリップを挟んで対向する
ワイピングノズルを備えた連続溶融めっき装置におい
て、前記ワイピングノズルの設置位置に近接してその上
下に、平板をノズルのストリップ幅方向には平行でスト
リップ面に向うほど間隔が拡がるように傾斜させ、スト
リップ面に対しては面対称に配置したことを特徴とする
連続溶融めっき装置。

（２） 溶融めっき浴上にストリップを挟んで対向する
ワイピングノズルを備えた連続溶融めっき装置におい
て、前記ワイピングノズルとこのノズル上方に設けられ
ているトップロールとの間にストリップを挟んで対向す
る気体噴出ノズルを設け、且つ、この気体噴出ノズルの
設置位置に近接してその上下に、平板をノズルのストリ
ップ幅方向には平行でストリップ面に向うほど間隔が拡
がるよう傾斜させ、ストリップ面に対しては面対称に配
置したことを特徴とする連続溶融めっき装置。

（３） 溶融めっき浴上にストリップを挟んで対向する
ワイピングノズルを備えた連続溶融めっき装置におい
て、前記ワイピングノズルとこのノズル上方に設けられ
ているトップロールとの間にストリップを挟んで対向す
る気体噴出ノズルを設け、且つ、この気体噴出ノズルの
設置位置の上下およびワイピングノズルの設置位置に近
接してその上下に、平板をノズルのストリップ幅方向に
は平行でストリップ面に向うほど間隔が拡がるよう傾斜
させ、ストリップ面に対しては面対称に配置したことを
特徴とする連続溶融めっき装置。

上記（１）〜（３）の装置において、ストリップ面に
対する平板の傾斜角度を平板に作用させるべき圧力に応
じて調整できるようにしておくのが望ましい。

（作用） 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第５図〜第７図は本発明の連続溶融めっき装置の一実
施態様を示す図である。

図において、１はストリップ、２はめっき槽、３は溶
融めっき浴、４はボトムロール、６はワイピングノズ
ル、７はトップロールである。

本願第１発明の連続溶融めっき装置は、第５図に示す
ように前記ワイピングノズル６の設置位置の上下にそれ
ぞれ一対の平板12a、12bが配置されている。

第２発明の連続溶融めっき装置は、第６図に示すよう
にワイピングノズル６とトップロール７との間にストリ
ップ１を挟んで対向する流体噴出ノズル13が設けられて
おり、この流体噴出ノズル13の設置位置の上下に一対の
平板12c、12dが配置されている。

第３発明の連続溶融めっき装置は、第７図に示すよう
にワイピングノズル６とトップロール７との間にストリ
ップ１を挟んで対向する流体噴出ノズル13が設けられて
おり、この流体噴出ノズル13およびワイピングノズル６
のそれぞれの設置位置の上下に一対の平板12a、12b、12
c、12dが配置されている。具体的には、ワイピングノズ
ル６の上側の平板12aおよび流体噴出ノズル13の上側の
平板12cは、それぞれストリップ１を挟んで面対称とな
るようにストリップの幅方向から見てハ字状に対向配置
される。ワイピングノズル６の下側の平板12bおよび流
体噴出ノズル13の下側の平板12dは、それぞれストリッ
プ１を挟んで面対称となるようにストリップの幅方向か
ら見て逆ハ字状に対向配置される。

なお、ワイピングノズルまなは流体噴出ノズルの上下
に配置される平板は、これらノズルに対しては必ずしも
対称になっている必要はない。

前記流体噴出ノズル13は、第８図に示すように先端に
はスリット14が形成されており、このスリット14からス
トリップ面に向けて流体を噴出する。流体は例えば空気
もしくは窒素ガス等の不活性ガスを用いることができ
る。流体噴出ノズル13とこの上下の平板12cおよび12dは
ワイピングノズル６とトップロール７との間に設けるの
であるが、望ましい態様として支持ロールとトップロー
ルとの間のほぼ中間に配置するのがよい。

ストリップの振動は第２図に示すように支持ロール５
とトップロール７の間で生じるが、支持ロール５とトッ
プロール７との間のほぼ中央で大きな振幅δ_１となり、
この影響でワイピングノズル６の位置にも振幅δ_２の振
動が生じる。従って、流体噴出ノズル13と平板12cおよ
び12dは支持ロール５とトップロール７との間のほぼ中
間に配置すれば大きな振幅δ_１の振動を抑制することが
できる。その結果、ワイピングノズル６位置での振幅δ
_２も小さくすることができる。

図中15aと15bはワイピングノズル６および15cと15dは
流体噴出ノズル13からそれぞれ噴出されたガスの流れる
様子を示したものである。ワイピングノズル６から噴出
され、ストリップ面に衝突したガスのうち、ストリップ
面に沿って上方に向かうガス流れ15aは、ストリップ１
と平板12aとの間の空隙の狭い方に向かって流れ込み、
下方に向かうガス流れ15bは、ストリップ１と平板12bと
の間の空隙の狭い方に向かって流れ込む。流体噴出ノズ
ル13から噴出され、ストリップ面に衝突したガスも前記
と同様に上方に向かうガス流れ15cはストリップ１と平
板12cとの間の空隙の狭い方に向かって流れ込み、下方
に向かうガス流れ15dはストリップ１と平板12dとの間の
空隙の狭い方に向かって流れ込む。

このようにガスがストリップと平板との間の空隙の広
い方から狭い方に向かって流れ込むとガスの圧力が高ま
り、それぞれの平板12a〜12dには圧力が作用する。

第９図はこの様子を示した説明図である。

同図において、矢印方向に動いているストリップ１
と、この上に角度θで傾斜させて配置した平板12との間
の空隙に、流体16が速度Vaで空隙の狭い方に向かって流
れ込むと、流体16はくさび状に押し込まれることにな
る。流体16がくさび状に押し込まれると、流体16の圧力
が高まり、平板12には上向きの、ストリップ１には下向
きの圧力がそれぞれ作用する（以下、これをくさび作用
と呼ぶ）。平板に作用する圧力は、同図に示すように平
板12の入側（流体の流入側）および出側（流体の流出
側）で低く、空隙の狭い方に寄った位置で最も高い圧力
分布を示す。

平板12に対しては上向きで、ストリップ１に対しては
下向きの圧力が作用すると、このくさび作用がストリッ
プの支持力となり、ストリップの振動を抑制する。従っ
て、本発明の装置のようにワイピングノズル６の設置位
置の上下又は流体噴出ノズル13の設置位置の上下のいず
れか一方又は両方にストリップを挟んで一対の平板を配
置すれば、ストリップは両面からのくさび作用を受けな
がら引き上げられるため、ストリップの振動は小さくな
る。

前記ワイピングノズルおよび／又は流体噴出ノズルの
それぞれの設置位置の上下に配置する平板は、ストリッ
プ面に対する傾斜角度が変えられるようにするのがよ
い。一定角度で傾斜させて平板を固定配置してもストリ
ップの振動は抑えられるが、傾斜角度が変えられるよう
にすればストリップの支持力および支持位置を変えるこ
とができるので、振動はより確実に抑制される。

第10図は下記のように定義される平板の傾斜を表すパ
ラメータをｍとし、平板に作用する無次元圧力分布の定
性的な傾向を示したものである。

ｍ＝（h₁−h₀）/h₀ 但し、h₀は平板とストリップとの間の最小空隙、h₁は
平板とストリップとの間の最大空隙（第９図参照） この図からｍが5.0および10.0のとき（平板とストリ
ップとの間の最大空隙h₁が大きいとき）は圧力はやや小
さく、圧力の最高点は最小空隙側に寄り、ｍが0.1およ
び0.2のとき（最大空隙h₁と最小空隙h₀の差が小さいと
き）は圧力は小さく、圧力の最高点は平板のほぼ中央と
なり、ｍが1.2および2.0のとき最高圧力が高く、ストリ
ップの支持力が大きいことがわかる。

このように平板のストリップ面に対する傾斜角度が変
われば、発生圧力の大きさや最大圧力の位置が変わる。
従って、傾斜角度が変えられる平板の場合は、ストリッ
プの支持力および支持位置を変更することができるの
で、ストリップの振動が最小となる最適な支持が可能と
なる。

第11図は傾斜角度が変えられるようにした平板の一例
を示す概略図である。

図中17はモーター、18および19はギヤー、12は一端が
軸支された支持棒20に取付けられた平板であり、平板12
はモーター17の駆動によりギヤー18および19を介して回
動し、ストリップ面に対する傾斜角度が変えられる。

上記傾斜角度の制御は、同図に示すように平板12の背
面に圧力センサー21を取付け、これで平板に作用する圧
力を測定して行うようにするのがよい。例えば、表裏面
で付着量の異なる差厚めっき鋼板を製造するような場
合、ワイピングノズルの噴出ガス圧力をストリップ表裏
面で変える必要がある。ストリップ表裏面で噴出ガス圧
力を変えると、ストリップは噴出ガス圧力の低い方に片
寄るが、圧力センサーで表裏面の平板に発生するガス圧
力を測定し、噴出ガス圧力の低い方の平板に生じる圧力
を噴出ガス圧力の高い方の平板に生じる圧力より大きく
なるように平板の傾斜角度を制御してやればストリップ
の片寄りが防止される。この場合、変位計等の位置検出
器を平板に取付ければより正確な制御を行うことができ
る。

本発明において、ワイピングノズルおよび／又は流体
噴出ノズルのそれぞれの設置位置の上下にはストリップ
を挟んで一対の平板を複数組み配置してもよい。

第12図は、ワイピングノズル６の設置位置の上下に一
対の平板12a、12bを一組配置し、流体噴出ノズル13の設
置位置の上下に一対の平板12c、12dともう一対の平板12
e、12fの合計二組みの平板を配置した本発明の他の態様
を示すものである。

ワイピングノズルおよび／又は流体噴出ノズルのそれ
ぞれの設置位置の上下に複数組みの平板を配置すれば、
ストリップをより長い距離の範囲で支持することができ
るので、振動は一層効果的に抑制される。

また、ワイピングノズル６の設置位置の上下に平板を
配置する場合は、第13図に示すように下側の平板12bの
下端をめっき浴３に浸漬させて配置してもよい。こうす
ればストリップ面に沿って下降するガス流れ15bがスト
リップ１と平板12bとの間の空隙を通り抜けるのが防止
されるので、平板12bにはより大きな圧力が発生し、大
きさストリップ支持力が得られる。

さらにはそれぞれの平板を第14図に示すようにストッ
パーを有する平板としてもよい。なお、（ａ）は側面
図、（ｂ）はＡ−Ａ線に沿う正面図、（ｃ）はＢ−Ｂ線
に沿う正面図である。

両端部および空隙の狭い側の端部にストッパー22を取
付けた平板12の場合も、ガスが空隙内を通り抜けたり両
側から逃げたりするのが防止されるので、ガス圧力が高
くなり、より大きなストリップ支持力が得られる。

次に具体的な実施例について述べる。

（実施例） ワイピングノズルとトップロールとの間にストリップ
を挟んで対向する一対の流体噴出ノズルを設け、この流
体噴出ノズルの設置位置に近接してその上下に、平板を
ノズルのストリップ幅方向には平行でストリップ面に向
うほど間隔が拡がるように傾斜させ、ストリップ面に対
しては面対称となるように一組配置して第６図に示す構
造の連続溶融めっき装置とした。

流体噴出ノズル13の設置位置上下の平板12c、12dの大
きさをそれぞれ400mm×1000mm、ストリップ１とこれら
の平板12c、12dとの間の最小空隙h₀を20mm、最大空隙h₁
を50mm、ｍを1.5、流体噴出ノズル13から吹き出す空気
圧力を0.8kg/cm²として、板厚0.8mm、板幅900mmのスト
リップを通板速度150m/minで溶融亜鉛めっきした。この
ときの振動を調べたところ、従来の平板を配置していな
い装置では振幅はワイピングノズルの位置で片側当たり
10mm程度であったものが、本発明の装置では片側当たり
1mm程度の振幅であった。

次いで、この装置のワイピングノズル６の設置位置の
上下に大きさが200mm×1000mmの平板12a、12bを上記の
流体噴出ノズルの場合と同様に配置して第７図に示す構
造の連続溶融めっき装置とした。

ストリップ１とこれらの平板12a、12bとの間の最小空
隙h₀は20mm、最大空隙h₁は50mm、ｍは1.5である。ワイ
ピングノズル６から吹き出すガス圧力を0.3kg/cm²と
し、流体噴出ノズル13の設置位置上下の平板12c、12dの
大きさ、最大空隙、最小空隙、ｍおよび流体噴出ノズル
のガス圧力は前記と同じ条件で同サイズのストリップを
同じ速度で溶融亜鉛めっきしたところ、ワイピングノズ
ル６の位置での振幅は片側当たり0.5mm以下と小さかっ
た。

また、流体噴出ノズル13の設置位置上下の平板12c、1
2dを400mm×1000mmの大きさのものとして、最大空隙と
最小空隙を調整してｍ値を1.5、5.0、0.2に変えてテス
トを行った。その他の条件は前記第６図の装置と同じ条
件である。その結果、ｍ値が1.5のときは振幅は片側当
たり1.0mm程度、ｍ値が0.2および5.0のときは振幅は片
側当たりそれぞれ5mm程度であった。

この結果から、ｍ値が1.5のときのように平板の広範
囲にわたり、高い圧力でストリップを支持してやること
がストリップの振動振幅を小さくする上で有効であると
いえる。

（発明の効果） 以上説明したとおり、本発明の連続溶融めっき装置を
用いればストリップの振動を小さくすることができる。
このため、本発明の連続溶融めっき装置では、ワイピン
グノズルをストリップ面に近接させることができ、目付
量の制御範囲が大幅に拡大され、ワイピング能力が大き
く向上する。また、ワイピングノズル先端とストリップ
面との距離がほとんど変動しないので、得られるめっき
鋼板は長手方向、幅方向および表裏におけるめっき厚が
均一で、品質の優れたものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の連続式溶融めっき装置を示す概略図、 第２図は、ストリップの横方向（左右方向）の振動を示
す説明図、 第３図は、ストリップ支持装置を備えた従来の連続式溶
融めっき装置を示す概略図、 第４図は、同じくストリップ支持装置を備えた従来の連
続式溶融めっき装置を示す概略図、 第５図は、本願第１発明の連続式溶融めっき装置の一実
施態様を示す図、 第６図は、本願第２発明の連続式溶融めっき装置の一実
施態様を示す図、 第７図は、本願第３発明の連続式溶融めっき装置の一実
施態様を示す図、 第８図は、流体噴出ノズル先端を示す図、 第９図は、流体層を介して平板に作用する圧力を説明す
る図、 第10図は、ストリップ面に対する平板の傾斜角度の違い
による平板に作用する無次元圧力の分布を示すグラフ、 第11図は、ストリップ面に対する傾斜角度が変えられる
ようにした平板を示す概略図、 第12図は、複数組みの平板を配置した本発明の連続溶融
めっき装置を示す図、 第13図は、ワイピングノズルの下の平板を下端がめっき
浴に浸漬するように配置した本発明の連続溶融めっき装
置の一部概略図、 第14図は、ストッパーを有する平板を示す図、 である。 1:ストリップ、2:めっき槽、3:めっき浴、4:ボトムロー
ル、5:支持ロール、6:ワイピングノズル、7:トップロー
ル、12,12a,12b,12c,12d,12eおよび12f:平板、13:流体
噴出ノズル、15a,15b,15cおよび15d:ガス流れ。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶融めっき浴上にストリップを挟んで対向
   するワイピングノズルを備えた連続溶融めっき装置にお
   いて、前記ワイピングノズルの設置位置に近接して、そ
   の上下に平板をノズルのストリップ幅方向には平行でス
   トリップ面に向うほど間隔が拡がるように傾斜させ、ス
   トリップ面に対しては面対称に配置したことを特徴とす
   る連続溶融めっき装置。
2. 【請求項２】溶融めっき浴上にストリップを挟んで対向
   するワイピングノズルを備えた連続溶融めっき装置にお
   いて、前記ワイピングノズルとこのノズル上方に設けら
   れているトップロールとの間にストリップを挟んで対向
   する気体噴出ノズルを設け、且つ、この気体噴出ノズル
   の設置位置に近接して、その上下に平板をノズルのスト
   リップ幅方向には平行でストリップ面に向うほど間隔が
   拡がるよう傾斜させ、ストリップ面に対しては面対称に
   配置したことを特徴とする連続溶融めっき装置。
3. 【請求項３】溶融めっき浴上にストリップを挟んで対向
   するワイピングノズルを備えた連続溶融めっき装置にお
   いて、前記ワイピングノズルとこのノズル上方に設けら
   れているトップロールとの間にストリップを挟んで対向
   する気体噴出ノズルを設け、且つ、この気体噴出ノズル
   の設置位置の上下およびワイピングノズルの設置位置に
   近接して、その上下に平板をノズルのストリップ幅方向
   には平行でストリップ面に向うほど間隔が拡がるよう傾
   斜させ、ストリップ面に対しては面対称に配置したこと
   を特徴とする連続溶融めっき装置。
4. 【請求項４】ストリップ面に対する平板の傾斜角度を調
   整する手段を備えた請求項（１）、（２）又は（３）記
   載の連続溶融めっき装置。