KR101367290B1 - 가스 와이핑 장치 - Google Patents

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닛신 세이코 가부시키가이샤
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Abstract

스틸 밴드 및 가스 와이핑 노즐을 포위하는 상자 형상체를 구비하고, 스틸 밴드에 대한 스플래시 부착을 억제 가능한 가스 와이핑 장치를 얻는다.
가스 와이핑 장치(100)는, 용융 금속(11)이 저류되어 있는 도금 욕조(10)와, 도금 욕조(10) 상부에 재치된 상자 형상체(20)를 구비한다. 상자 형상체(20)는 내부에, 관 형상 부재(25a, 25b)의 각각에 밴드 형상체(30)를 사이에 두도록 대향하여 설치된 가스 와이핑 노즐(26a, 26b)을 구비한다. 가스 와이핑 노즐(26a)은, 스틸 밴드(30)에 가스를 분사 가능한 제 1 분사부(26a1)와, 가스 와이핑 노즐(26b) 방향으로 가스를 분사 가능한 제 2 분사부(26a2) 및 제 3 분사부(26a3)를 가진다. 가스 와이핑 노즐(26b)은, 스틸 밴드(30)에 가스를 분사 가능한 제 4 분사부(26b1)와, 가스 와이핑 노즐(26a) 방향으로 가스를 분사 가능한 제 5 분사부(26b2) 및 제 6 분사부(26b3)를 가진다.

Description

가스 와이핑 장치{GAS WIPING DEVICE}
본 발명은, 스틸 밴드(鋼帶)에 대한 스플래시(splash) 부착을 억제하는 가스 와이핑 장치에 관한 것이다.
종래부터, 용융 금속에 침지된 스틸 밴드에 가스를 불어 넣어 스틸 밴드에 부착된 도금 두께를 제어하는 가스 와이핑 장치에 있어서는, 스틸 밴드의 표면 껍질의 거칠어짐 방지를 목적으로 하여, 시일 박스를 설치한 것이 알려져 있다.
이 종류의 가스 와이핑 장치는, 스틸 밴드 및 가스를 분사하는 가스 와이핑 노즐을 시일 박스에 의해 포위함과 함께, 시일 박스 내의 산소 농도를 규정치 내(예를 들면 1% 이내)로 제어함으로써, 스틸 밴드의 표면 껍질의 거칠어짐을 방지할 수 있다. 그런데, 시일 박스를 설치한 가스 와이핑 장치에 있어서는, 시일 박스를 설치하지 않은 것과 비교하면, 스틸 밴드에 대한 스플래시의 부착이 현저한 것이 되어, 그 결과, 스플래시 반점 모양의 개수가 증가되어 버린다는 문제가 있었다.
그래서, 예를 들면 특허문헌 1에 개시되어 있는 가스 와이핑 장치에서는, 밴드 형상체(스틸 밴드) 및 가스 와이핑 노즐을 포위하고, 당해 밴드 형상체의 출구부를 구비한 위요(圍繞)체, 당해 위요체 내에 있어서, 상기 가스 와이핑 노즐의 적어도 하나의 하단면에 접하여 배치되며, 상기 밴드 형상체가 주행하는 개구부를 남겨, 당해 위요체를 상기 가스 와이핑 노즐이 배치된 상부 공간과 하부 공간으로 분리, 구분하는 당해 밴드 형상체를 사이에 두고 대향 배치된 한 쌍의 배플(baffle)판, 및 상기 위요체의 하부 공간에 연통하고, 흡인, 배기 수단에 접속한 와이핑 가스 배출구를 구비함으로써, 스틸 밴드에 대한 스플래시의 부착의 억제를 도모하고 있다.
일본 공개특허 소62-193671호 공보
그런데, Al 및 Mg가 Zn 중에 적당량 함유된 도금욕(浴)을 이용한 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판은, 다른 Zn계 도금 강판과 비교하여 내식성이 뛰어나므로, 최근에 건재, 토목건축, 주택, 전기기기 등의 산업분야에 있어서의 적용 사례가 늘고 있다.
이와 같은 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판의 공업적인 제조에 있어서는, 얻어지는 용융 도금 강판이 뛰어난 내식성을 가지는 것은 물론, 내식성 및 표면 외관이 양호한 밴드 완성품을, 높은 생산성 하에서 제조할 수 있는 것이 요구된다.
Zn-Al-Mg의 삼원(三元) 평형상태도 상에서는, Al이 약 4중량% 부근, Mg가 약 3중량% 근방에 있어서, 융점이 가장 낮아지는 삼원 공정점(共晶点)(융점=343℃)이 나타난다. 그러나, 이 삼원 공정점 근방의 욕 조성을 채용한 경우에, 도금층의 조직 중에 Zn11Mg2계의 상(相)(Al/Zn/Zn11Mg2의 삼원 공정의 소지(素地) 자체, 당해 소지 중에 〔Al초정(初晶)〕이 혼재하여 이루어지는 Zn11Mg2계의 상, 또는/및 당해 소지 중에 〔Al 초정〕과 〔Zn 단상(單相)〕이 혼재하여 이루어지는 Zn11Mg2계의 상)이 국부적으로 정출(晶出)되는 현상이 일어난다. 이 국부적으로 정출된 Zn11Mg2계의 상은, Zn2Mg계의 상보다 변색되기 쉬워, 방치해 두면, 이 부분이 매우 눈에 띄는 색조가 되어, 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판의 표면 외관을 현저히 나쁘게 한다. 또, 이 Zn11Mg2계의 상이 국부적으로 정출된 경우에, 이 정출 부분이 우선적으로 부식되는 현상도 일어난다. 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판은 그 외의 Zn계 도금 강판과 비교하여, 광택감이 있는 미려한 표면 외관을 갖고 있기 때문에, 미세한 반점 모양이더라도 눈에 띄게 되어 제품 가치를 현저하게 저하시켜 버린다.
용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판에 있어서의 Zn11Mg2계의 상의 국부적인 정출은, 도금욕의 욕 온도 및 도금 후의 냉각 속도를 적정 범위로 제어함으로써 방지할 수 있다(예를 들면 일본 공개특허 평10-226865호). 그러나, 본 발명자들은, 이러한 조건을 적정 범위로 제어하고 있는 경우이더라도, 시일 박스 내에서 가스 와이핑에 의해 발생한 스플래시가, 도금 금속이 미응고 상태인 가스 와이핑 후의 스틸 밴드에 부착됨으로써 Zn11Mg2계의 상이 정출되어 반점 모양이 발생하는 것, 및 도금 금속이 미응고 상태인 가스 와이핑 전의 스틸 밴드에 스플래시가 부착된 경우에는, 재용융하기 때문에 반점 모양이 발생하지 않는다는 것을 알 수 있었다.
가스 와이핑 후의 스틸 밴드에 대한 스플래시의 부착을 억제하려면, 가스 와이핑 노즐의 노즐면(서로 대향하여 배치되는 가스 와이핑 노즐의 선단부끼리를 연결하는 면)보다 상방의 스틸 밴드의 통로를 향하여 스플래시가 돌아서 들어가는 것을 억제하는 것이 필요하다. 노즐면보다 상방의 스틸 밴드의 통로를 향하여 스플래시가 돌아서 들어가는 것을 억제하려면, 바람직하게는 시일 박스 내에 있어서, 대향하여 배치된 가스 와이핑 노즐 사이를 제외한 모든 부위를 시일하는 것이다. 특히, 가스 와이핑 노즐의 폭 방향 양단부에 있어서의 하나의 가스 와이핑 노즐과 이것에 대향하는 다른 가스 와이핑 노즐의 사이를 얼마나 시일할 것인가가 중요한 과제이다.
가스 와이핑 노즐의 폭 방향 양단부에 있어서의 하나의 가스 와이핑 노즐과 이것에 대향하는 다른 가스 와이핑 노즐과의 사이를 시일하는 수법으로서, 하나의 가스 와이핑 노즐과 다른 가스 와이핑 노즐의 사이를 가로막는 부재를 설치하는 방법을 들 수 있다.
그러나, 이 종류의 가스 와이핑 장치에서는, 도금 두께를 제어하는 제어 방법 중 하나로서, 서로 대향하여 배치되는 가스 와이핑 노즐의 노즐 간 거리를 변경하는 방법이 채용되므로, 하나의 가스 와이핑 노즐과 다른 가스 와이핑 노즐의 사이를 가로막는 부재를 설치하기는 곤란하다. 또, 가스 와이핑 노즐 주변은 고온이므로, 하나의 가스 와이핑 노즐과 다른 가스 와이핑 노즐의 사이를 가로막도록 설치된 부재가 변형되어버려, 그 외에 악영향(예를 들면 변형된 부재가 스틸 밴드에 접촉하는 등)을 미칠 가능성도 부정할 수 없다. 상기 특허문헌 1의 가스 와이핑 장치에 있어서도, 가스 와이핑 노즐의 폭 방향 양단부로부터 노즐면의 상방을 향하여 스플래시가 돌아서 들어오므로, 이 돌아들어감에 의한 밴드 형상체(스틸 밴드)에 대한 스플래시 부착을 억제할 수 없는 것이 실정이다.
그래서, 본 발명의 목적은, 가스 와이핑 노즐을 포위하는 상자 형상체를 구비한 가스 와이핑 장치에 있어서, 가스 와이핑 후의 스틸 밴드에 대한 스플래시 부착을 억제하는 것이 가능한 가스 와이핑 장치를 제공하는 것이다.
(1)본 발명의 가스 와이핑 장치는, 용융 금속 도금욕으로부터 끌어 올려지는 스틸 밴드를 사이에 두고 배치되며, 상기 스틸 밴드의 표면에 부착된 과잉 용융 금속을 제거할 수 있는 제 1 가스 와이핑 노즐 및 제 2 가스 와이핑 노즐과, 상기 스틸 밴드의 폭 방향을 따라 설치되며, 상기 제 1 가스 와이핑 노즐에 접속되어 있는 제 1 관 형상 부재와, 상기 스틸 밴드의 폭 방향을 따라 설치되며, 상기 제 2 가스 와이핑 노즐에 접속되어 있는 제 2 관 형상 부재와, 상기 제 1 가스 와이핑 노즐, 상기 제 2 가스 와이핑 노즐, 상기 제 1 관 형상 부재 및 상기 제 2 관 형상 부재를 포위하는 상자 형상체와, 상기 제 1 관 형상 부재의 외벽에 일단(一端)이 고정되며, 타단(他端)이 상기 상자 형상체의 내벽에 고정되어 있는 제 1 칸막이 부재와, 상기 제 2 관 형상 부재의 외벽에 일단이 고정되며, 타단이 상기 상자 형상체의 내벽에 고정되어 있는 제 2 칸막이 부재를 구비하는 가스 와이핑 장치로서, 상기 제 1 가스 와이핑 노즐이, 상기 스틸 밴드의 폭 방향 전체에 가스를 분사 가능한 제 1 분사부와, 상기 제 1 분사부의 일방의 단부로부터 상기 상자 형상체의 폭 방향에 있어서의 일방의 내벽에 이르기까지, 상기 제 2 가스 와이핑 노즐을 향하여 가스를 분사 가능한 제 2 분사부와, 상기 제 1 분사부의 타방의 단부로부터 상기 상자 형상체의 폭 방향에 있어서의 타방의 내벽에 이르기까지, 상기 제 2 가스 와이핑 노즐을 향하여 가스를 분사 가능한 제 3 분사부를 포함함과 함께, 상기 제 2 가스 와이핑 노즐이, 상기 스틸 밴드의 폭 방향 전체에 가스를 분사 가능한 제 4 분사부와, 상기 제 4 분사부의 일방의 단부로부터 상기 상자 형상체의 폭 방향에 있어서의 일방의 내벽에 이르기까지, 상기 제 1 가스 와이핑 노즐을 향하여 가스를 분사 가능한 제 5 분사부와, 상기 제 4 분사부의 타방의 단부로부터 상기 상자 형상체의 폭 방향에 있어서의 타방의 내벽에 이르기까지, 상기 제 1 가스 와이핑 노즐을 향하여 가스를 분사 가능한 제 6 분사부를 포함하는 것이다.
상기 (1)의 구성의 가스 와이핑 장치에 의하면, 제 1 칸막이 부재에 의해 제1 관 형상 부재의 외벽과 상자 형상체의 내벽과의 사이가 시일됨과 함께, 제 2 칸막이 부재에 의해 제 2 관 형상 부재의 외벽과 상자 형상체의 내벽과의 사이가 시일 된다. 즉, 제 1 가스 와이핑 노즐의 선단부와 제 2 가스 와이핑 노즐의 선단부를 연결하는 노즐면보다 상방에 있어서의 스틸 밴드의 통로를 향하여, 제 1 관 형상 부재와 상자 형상체의 내벽과의 사이 또는 제 2 관 형상 부재와 상자 형상체의 내벽과의 사이로부터의 스플래시의 돌아들어감을 방지할 수 있다. 또, 제 1 가스 와이핑 노즐 및 제 2 가스 와이핑 노즐의 폭 방향 양단부에 있어서도, 제 1 가스 와이핑 노즐과 제 2 가스 와이핑 노즐의 사이로부터, 상기의 노즐면보다 상방의 스틸 밴드의 통로를 향한 스플래시의 돌아들어감을 방지할 수 있다. 즉, 노즐면보다 하방에 있어서 발생한 스플래시가, 서로 대향하여 배치되는 제 1 가스 와이핑 노즐 및 제 2 가스 와이핑 노즐의 노즐 폭을 제외한 영역으로부터, 노즐면보다 상방에 있어서의 스틸 밴드의 통로를 향하여 돌아서 들어가는 것을 방지하는 것이 가능해진다. 따라서, 제 1 가스 와이핑 노즐 및 제 2 가스 와이핑 노즐을 포위하는 상자 형상체를 설치한 경우이더라도, 제 1 가스 와이핑 노즐 및 제 2 가스 와이핑 노즐에 의해 과잉된 용융 금속을 제거한 후의 스틸 밴드 표면에, 스플래시가 부착되는 것을 억제할 수 있다. 게다가, 가스 와이핑 노즐 주변은 고온이나, 하나의 가스 와이핑 노즐과 다른 가스 와이핑 노즐의 사이를 가로막도록 부재를 설치한 경우와 같이, 예를 들면 변형된 부재가 스틸 밴드에 접촉한다는 사태가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
(2)상기 (1)의 구성의 가스 와이핑 장치에 있어서, 상기 제 2 분사부 및 상기 제 3 분사부는, 당해 제 2 분사부 및 제 3 분사부로부터 분사되는 가스량이 상기 제 1 분사부로부터 분사되는 가스량보다 적어지도록 구성되어 있음과 함께, 상기 제 5 분사부 및 상기 제 6 분사부는, 당해 제 5 분사부 및 제 6 분사부로부터 분사되는 가스량이 상기 제 4 분사부로부터 분사되는 가스량보다 적어지도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 (2)의 구성의 가스 와이핑 장치에 의하면, 제 2 분사부, 제 3 분사부, 제 5 분사부 및 제 6 분사부에서는, 스틸 밴드에 가스를 분출하는 것이 아니라 시일하는 것을 목적으로 하여 가스를 분출하므로, 가스의 분사량을 조절할 수 있게 함으로써 필요 이상으로 가스를 소비하는 것을 억제하면서, 제 1 가스 와이핑 노즐 및 제 2 가스 와이핑 노즐의 폭 방향 양단부에 있어서 노즐면보다 상방에 있어서의 스틸 밴드의 통로를 향하여 돌아서 들어가는 것을 방지하는 것이 가능해진다.
(3)상기 (1) 또는 (2)의 구성의 가스 와이핑 장치에 있어서, 상기 제 1 가스 와이핑 노즐 및 상기 제 2 가스 와이핑 노즐은, 서로의 거리가 소정의 범위 내에서 변경 가능해지도록, 이들 중 적어도 어느 일방이 타방에 대하여 평행 이동 가능하며, 상기 제 1 가스 와이핑 노즐과 상기 제 2 가스 와이핑 노즐의 사이의 거리에 맞추어, 상기 제 2 분사부로부터 분사되는 가스와 상기 제 5 분사부로부터 분사되는 가스가 접촉하도록, 또한, 상기 제 3 분사부로부터 분사되는 가스와 상기 제 6 분사부로부터 분사되는 가스가 접촉하도록, 가스의 분사량을 조절하는 가스 분사량 조절부를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 (3)의 구성의 가스 와이핑 장치에 의하면, 제 1 가스 와이핑 노즐과 제 2 가스 와이핑 노즐의 사이가 최대 거리에 있을 때이더라도, 제 1 가스 와이핑 노즐 및 제 2 가스 와이핑 노즐의 폭 방향 양단부에 있어서, 가스의 소비를 억제하면서, 노즐면보다 상방에 있어서의 스틸 밴드의 통로를 향하여 돌아서 들어가는 것을 방지하는 것이 가능해진다. 특히, 제 1 가스 와이핑 노즐 및 제 2가스 와이핑 노즐 중 적어도 어느 일방이 타방에 대하여 평행 이동할 수 있는 중이더라도, 스틸 밴드의 폭 방향 양측이 가스에 의해 시일되므로, 제 1 가스 와이핑 노즐과 제 2 가스 와이핑 노즐의 노즐 간 거리에 관계없이, 항상, 노즐면보다 상방에 있어서의 스틸 밴드의 통로를 향하여 돌아서 들어가는 것을 방지하는 것이 가능해진다.
용융 금속에 침지된 스틸 밴드에 가스를 불어 넣어 스틸 밴드에 부착된 도금 두께를 제어하는 가스 와이핑 장치로서 본 발명의 장치를 이용함으로써, 가스 와이핑 노즐의 출구측으로의 스플래시의 돌아들어감을 막고, 가스 와이핑 후의 스틸 밴드에 대한 스플래시 부착을 억제할 수 있기 때문에, 스플래시 부착에 의한 표면 외관의 결함을 대폭 저감할 수 있다. 특히, 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판의 경우, 도금 금속이 미응고 상태인 가스 와이핑 후의 스틸 밴드에 스플래시가 부착됨으로써 Zn11Mg2계의 상이 정출되어 반점 모양이 발생한다는 문제가 있으나, 본 발명의 가스 와이핑 장치에 의해, 반점 모양의 발생이나 내식성의 저하를 확실히 억제할 수 있게 된다. 또, 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판에 있어서의 반점 모양의 발생은, 도금 금속이 미응고 상태인 가스 와이핑 전의 스틸 밴드에 있어서는, 스플래시가 부착되더라도 재용융하여 반점 모양이 발생하지 않기 때문에, 선행기술문헌(일본 공개특허 소62-193671호) 등과 같이, 가스 와이핑 노즐의 하방인 하부 공간에 스플래시 함유 가스의 흡인, 배기 수단이나, 유도하기 위한 안내판을 설치할 필요가 없다. 따라서, 본 발명의 가스 와이핑 장치는, 간단한 구조로 할 수 있으며, 시일 가스 사용량이 증대되는 일도 없다.
도 1은, 본 발명의 실시형태와 관련된 가스 와이핑 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는, (a)가 도 1에 나타낸 가스 와이핑 장치에 있어서의 상자 형상체의 사시도, (b)가 (a)에 나타낸 상자 형상체의 내부 구조를 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은, 도 1에 나타낸 가스 와이핑 장치에 있어서의 상자 형상체의 투과하여 위에서 본 도면이다.
도 4는, 도 1에 나타낸 가스 와이핑 장치에 있어서의 상자 형상체의 확대도이다.
도 5는, 본 발명의 변형예와 관련된 가스 와이핑 장치에 있어서의 가스 와이핑 노즐의 개략적인 단면도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태와 관련된 가스 와이핑 장치에 대하여 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태와 관련된 가스 와이핑 장치(100)는, 용융 금속(11)이 저류되어 있는 도금 욕조(10)의 상부에 배치되어 있고, 도금 욕조(10) 상부에 재치(載置)된 상자 형상체(20)를 구비하고 있는 것이다.
도금 욕조(10)의 내부에는, 스틸 밴드(30)를 도금 욕조(10)의 상부로 배송 또는 지지하기 위한 메인 롤러(12) 및 서브 롤러(13a, 13b)와, 스틸 밴드(30)를 외부(예를 들면 노(爐))로부터 도금 욕조(10) 내로 송입(送入)하기 위한 송입구(14)가 설치되어 있다.
도 2(a)에 나타낸 바와 같이, 상자 형상체(20)는, 대략 통 형상의 본체(21)와, 본체(21)의 폭 방향의 양단부를 폐색하도록 설치된 폐색부(22, 23)와, 용융 금속이 표면에 도금된 스틸 밴드(30)를 상자 형상체(20) 내부로부터 외부로 송출하기 위한 송출구(24)를 가진다. 상자 형상체(20)에는, 시일 커튼(31)이 설치되어 있다. 이 시일 커튼(31)은 도금 스틸 밴드 제조시에는 닫아서 기밀성을 확보하고, 시일 박스 내의 드로스(dross)를 배출할 때에 개구하는 것이다.
또, 도 1 및 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 가스 와이핑 장치(100)는, 상자 형상체(20)의 내부에, 스틸 밴드(30)의 폭 방향을 따라 설치된 관 형상 부재(25a, 25b)와, 관 형상 부재(25a, 25b)의 각각에 스틸 밴드(30)를 사이에 두도록 대향하여 설치된 가스 와이핑 노즐(제 1 가스 와이핑 노즐(26a), 제 2 가스 와이핑 노즐(26b))과, 관 형상 부재(25a, 25b)의 각각의 외벽에 일단이 고정되며, 타단이 상자 형상체(20)의 내벽에 고정되어 있는 주름상자 형상 커튼(27a, 27b)을 구비한다.
가스 와이핑 노즐(26a)은, 상자 형상체(20) 내부의 폭 방향의 거의 전역에 걸쳐 가스를 분사할 수 있도록 소정 폭의 슬릿이 형성된 분출구를 가짐과 함께 동시에, 제 1 분사부(26a1)(도 3에 나타낸 가상선26a4와 가상선26a5의 사이)와 제 2 분사부(26a2)(도 3에 나타낸 가상선26a4와 상자 형상체(22)의 내벽의 사이)와 제 3 분사부(26a3)(도 3에 나타낸 가상선 26a5와 상자 형상체(23)의 내벽의 사이)를 가진다.
제 1 분사부(26a1)는, 스틸 밴드(30)의 표면(제 1 분사부(26a1)와 대향하는 측의 면)에 부착된 과잉 용융 금속을 제거하는 기능을 가지고 있고, 스틸 밴드(30)의 폭 방향 전체를 향하여 가스를 분사할 수 있도록 구성되어 있다. 제 2 분사부(26a2)는, 제 1 분사부(26a1)의 폭 방향에 있어서의 일방의 단부로부터 상자 형상체(20)의 폐색부(22)의 내벽에 이르기까지, 가스 와이핑 노즐(26b)을 향하여 가스를 분사할 수 있도록 구성되어 있다. 제 3 분사부(26a3)는, 제 1 분사부(26a1)의 폭 방향에 있어서의 타방의 단부로부터 상자 형상체(20)의 폐색부(23)의 내벽에 이르기까지, 가스 와이핑 노즐(26b)을 향하여 가스를 분사할 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 제 1 분사부(26a1), 제 2 분사부(26a2) 및 제 3 분사부(26a3)는, 스틸 밴드(30)의 폭 방향의 크기에 의해 결정지어지는 부위이며, 스틸 밴드(30)의 폭 방향의 크기가 바뀌면, 이것에 따라, 제 1 분사부(26a1)와 제 2 분사부(26a2)와 제 3 분사부(26a3)를 구분하는 부위(경계부)도 바뀐다.
가스 와이핑 노즐(26b)은, 가스 와이핑 노즐(26a)과 마찬가지로, 상자 형상체(20) 내부의 폭 방향의 전역에 걸쳐 가스를 분사할 수 있는 분출구를 가짐과 함께, 제 4 분사부(26b1)(도 3에 나타낸 가상선 26b4와 가상선 26b5의 사이), 제 5 분사부(26b2)(도 3에 나타낸 가상선 26b4와 상자 형상체(22)의 내벽의 사이)와 제 6 분사부(26b3)(도 3에 나타낸 가상선 26b5와 상자 형상체(23)의 내벽의 사이)를 가진다.
제 4 분사부(26b1)는, 스틸 밴드(30)의 표면(제 4 분사부(26b1)와 대향하는 측의 면)에 부착된 과잉 용융 금속을 제거하는 기능을 갖고 있고, 스틸 밴드(30)의 폭 방향 전체에 가스를 분사할 수 있도록 구성되어 있다. 제 5 분사부(26b2)는, 제 4 분사부(26b1)의 폭 방향에 있어서의 일방의 단부로부터 상자 형상체(20)의 폐색부(22)의 내벽에 이르기까지, 가스 와이핑 노즐(26a)을 향하여 가스를 분사할 수 있도록 구성되어 있다. 제 6 분사부(26b3)는, 제 4 분사부(26b1)의 폭 방향에 있어서의 타방의 단부로부터 상자 형상체(20)의 폐색부(23)의 내벽에 이르기까지, 가스 와이핑 노즐(26b)을 향하여 가스를 분사할 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 제 4 분사부(26b1), 제 5 분사부(26b2) 및 제 6 분사부(26b3)는, 제 1 분사부(26a1), 제 2 분사부(26a2) 및 제 3 분사부(26a3)와 마찬가지로, 스틸 밴드(30)의 폭 방향의 크기에 의해 결정지어지는 부위이며, 스틸 밴드(30)의 폭 방향의 크기가 바뀌면, 이것에 따라, 제 4 분사부(26b1)와 제 5 분사부(26b2)와 제 6 분사부(26b3)를 구분하는 부위(경계부)도 바뀐다.
그런데, 가스 와이핑 노즐(26a)은, 관 형상 부재(25a)의 내부와 연통하고 있고, 외부로부터 상기 가스관(도시 생략)을 통하여 관 형상 부재(25a) 내부에 보내져 온 가스가, 가스 와이핑 노즐(26a)의 선단(제 1 분사부(26a1), 제 2 분사부(26a2) 및 제 3 분사부(26a3)의 선단)으로부터 스틸 밴드(30)의 표면을 향하여 분출하도록 구성되어 있다. 마찬가지로, 관 형상 부재(25b)와 가스 와이핑 노즐(26b)은 연통하고 있고, 외부로부터 상기 가스관(도시 생략)을 통하여 관 형상 부재(25b) 내부에 보내져 온 가스가, 가스 와이핑 노즐(26b)의 선단(제 4 분사부(26b1), 제 5 분사부(26b2) 및 제 6 분사부(26b3)의 선단)으로부터 스틸 밴드(30)의 표면을 향하여 분출하도록 구성되어 있다. 또한, 가스관이 도 3 지면의 상하 좌우 방향으로 이동할 수 있도록, 폐색부(22, 23)는 주름상자 구조로 되어 있다.
상기의 구성에 의해, 가상선 26a4와 가상선 26b4를 연결하는 가상선(도시 생략)과, 제 2 분사부(26a2)와, 제 5 분사부(26b2)와, 상자 형상체(20)의 폐색부(22)의 내벽에 의해 둘러싸인 영역(도 3의 영역 A)을, 가스 와이핑 노즐(26a)의 선단과 가스 와이핑 노즐(26b)의 선단을 연결하는 노즐면을 경계로 한 상부와 하부의 사이에서 시일하는 것이 가능해진다. 즉, 이 영역 A에 있어서, 제 2 분사부(26a2)는, 제 1 분사부(26a1)와 같은 방향을 향하여 가스를 분사함에도 불구하고, 스틸 밴드(30)의 표면에 부착된 과잉 용융 금속을 제거하는 기능을 가지지 않으며, 제 5 분사부(26b2)와 더불어, 상기의 노즐면을 경계로 한 상부와 하부의 사이에서 시일하는 기능을 가지게 된다.
마찬가지로, 가상선 26a5와 가상선 26b5를 연결하는 가상선(도시 생략)과, 제 3 분사부(26a3)와, 제 6 분사부(26b3)와, 상자 형상체(20)의 폐색부(22)의 내벽에 의해 둘러싸이는 영역(도 3의 영역 B)을, 가스 와이핑 노즐(26a)의 선단과 가스 와이핑 노즐(26b)의 선단을 연결하는 노즐면을 경계로 한 상부와 하부의 사이에서 시일하는 것이 가능해진다. 즉, 이 영역 B에 있어서, 제 3 분사부(26a3)는, 제 1 분사부(26a1)와 같은 방향을 향하여 가스를 분사함에도 불구하고, 스틸 밴드(30)의 표면에 부착된 과잉 용융 금속을 제거하는 기능을 가지지 않으며, 제 6 분사부(26b3)와 더불어, 상기의 노즐면을 경계로 한 상부와 하부의 사이에서 시일하는 기능을 가지게 된다.
또한, 도 4의 관 형상 부재(25a) 부근에 나타낸 바와 같이, 관 형상 부재(25a)는 도 4 지면의 상하 좌우 방향으로 이동하는 것이 가능하게 구성되어 있고, 예를 들면, 가스 와이핑 노즐(26a)을 가스 와이핑 노즐(26b)에 대하여 거의 평행하게 이동하는 것이 가능한 구성으로 되어 있다. 그리고, 스틸 밴드(30)에 부착된 용융 금속에 의한 도금 두께를 제어하는 방법 중 하나로서, 가스 와이핑 노즐(26a)과 가스 와이핑 노즐(26b)의 간격이 조정된다. 또, 도시하고 있지 않으나, 관 형상 부재(25b)에 있어서도, 관 형상 부재(25a)와 마찬가지로, 도 4 지면의 상하 좌우 방향으로 이동하는 것이 가능한 구성으로 되어 있다. 그리고, 가스 와이핑 노즐(26a) 및 가스 와이핑 노즐(26b)의 양쪽 또는 한쪽을, 도 4 지면의 좌우 방향으로 이동시킴으로써, 가스 와이핑 노즐(26a)과 가스 와이핑 노즐(26b)의 사이의 거리를 소정의 범위 내에서 변경시킬 수 있도록 되어 있다.
칸막이 부재인 주름상자 형상 커튼(27a, 27b)은, 신축이 자유로운 내열성 재료로 이루어지는 것이며, 금속성의 부재여도 되고, 부직포와 같은 것이어도 된다. 이 주름상자 형상 커튼(27a, 27b)에 의해, 관 형상 부재(25a)와 상자 형상체(20)의 내벽(관 형상 부재(25a) 측의 내벽)의 사이, 및 관 형상 부재(25b)와 상자 형상체(20)의 내벽(관 형상 부재(25b) 측의 내벽)의 사이가 시일된다. 칸막이 부재로서는, 주름상자 형상 커튼 이외에, 예를 들면, 관 형상 부재(25)의 외벽에 고정된 칸막이판과, 상자 형상체(20)의 내벽에 고정된 칸막이판이 상하 방향으로 겹쳐지도록 배치되어 있어도 된다.
다음으로, 가스 와이핑 장치(100)의 동작에 대하여 설명한다. 먼저, 도 1에 나타낸 바와 같이, 스틸 밴드(30)가 외부로부터 도금 욕조(10) 내로 송입구(14)를 통하여 송입되며, 도금 욕조(10) 내의 용융 금속(11)의 액체 중에 침지된다. 다음으로, 스틸 밴드(30)는, 메인 롤러(12) 및 서브 롤러(13a, 13b)를 통하여 상자 형상체(20)의 내부로 배송된다. 상자 형상체(20)의 내부로 배송되어 온 스틸 밴드(30)는, 가스 와이핑 노즐(26a)과 가스 와이핑 노즐(26b)의 사이를 통과하여, 송출구(24)(도 2(a) 참조)로부터 상자 형상체(20) 외부로 송출된다. 그리고, 가스 와이핑 노즐(26a)과 가스 와이핑 노즐(26b)의 사이를 통과할 때에, 관 형상 부재(25a, 25b)를 통하여 가스 와이핑 노즐(26a, 26b)로부터 분출되는 가스에 의해, 스틸 밴드(30) 표면에 부착된 과잉분의 용융 금속(11)이 제거되며, 용융 금속(11)의 도금층의 두께가 소정 두께가 되도록 조정된다. 이 때, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상자 형상체(20) 내부(보다 상세하게는 노즐면보다 하방)에 있어서 스플래시(40)가 비산된다. 그래서, 노즐면보다 상방의 스틸 밴드(30)의 통로를 향하여 스플래시가 돌아서 들어가는 것을 억제할 필요가 있다.
그런데, 상술한 바와 같이, 가스 와이핑 노즐(26a) 및 가스 와이핑 노즐(26b)은, 모두 도 4의 지면 상하 좌우로 이동하기 때문에, 가스 와이핑 노즐(26a, 26b)의 폭 방향 양단부에 있어서는, 가스 와이핑 노즐(26a)과 가스 와이핑 노즐(26b)의 사이를 시일하기는 곤란하다. 이 점에서 본 실시형태에 있어서는, 상술한 바와 같이, 가스 와이핑 노즐(26a, 26b)의 일단측에서는 제 2 분사부(26a2)와 제 5 분사부(26b2)로부터 분출시킨 가스에 의해 시일되며, 가스 와이핑 노즐(26a, 26b)의 타단측에서는 제 3 분사부(26a3)와 제 6 분사부(26b3)로부터 분출시킨 가스에 의해 시일되므로, 가스 와이핑 노즐(26a, 26b)의 양단부로부터 상자 형상체(20) 내부의 상부 공간(50)을 향한 스플래시(40)의 비산, 나아가서는 돌아들어감을 억제하는 것이 가능해진다.
그런데, 가스 와이핑 노즐(26a)과 가스 와이핑 노즐(26b)의 사이를 시일하는 방법으로서는, 가스 와이핑 노즐(26a)과 가스 와이핑 노즐(26b)의 사이를 가로막는 부재를 설치하는 방법도 생각할 수 있으나, 상술한 바와 같이, 가스 와이핑 노즐(26a) 및/또는 가스 와이핑 노즐(26b)은 이동 가능하게 되어 있다. 또, 가스 와이핑 노즐 주변은 고온이기 때문에, 가스 와이핑 노즐(26a)과 가스 와이핑 노즐(26b)의 사이를 가로막도록 설치된 부재가 변형되어버리거나, 예를 들면 이렇게 변형된 부재가 스틸 밴드(30)에 접촉하는 등과 같은 악영향을 미칠 가능성도 부정할 수 없다. 이 점에서 본 실시형태와 관련되는 가스 와이핑 장치(100)에서는, 가스 와이핑 노즐(26a)과 가스 와이핑 노즐(26b)의 사이가 어느 쪽의 거리이더라도(최대 거리이거나 최소 거리이더라도), 가스 와이핑 노즐(26a) 또는/및 가스 와이핑 노즐(26b)의 평행 이동이 저해되는 일이 없다. 즉, 가스 와이핑 노즐(26a, 26b)의 폭 방향 양단부는, 이들의 노즐 간 거리에 관계없이 항상 시일되어, 노즐면보다 하방에 있어서 발생된 스플래시가 노즐면보다 상방의 스틸 밴드(30)의 통로를 향하여 돌아서 들어가는 것을 억제할 수 있다. 그리고 또한, 가스 와이핑 노즐(26a)과 가스 와이핑 노즐(26b)의 사이를 가로막는 부재를 설치했을 때와 같이, 열에 의해 변형된 부재가 스틸 밴드(30)에 접촉하는 등과 같은 것을 걱정할 필요도 없다.
또, 관 형상 부재(25a)와 상자 형상체(20)의 내벽(관 형상 부재(25a) 측의 내벽)의 사이, 및 관 형상 부재(25b)와 상자 형상체(20)의 내벽(관 형상 부재(25b) 측의 내벽)의 사이는 모두, 주름상자 형상 커튼(27a, 27b)에 의해, 상자 형상체(20) 내부의 상부 공간(50)에 스플래시(40)가 비산되는 것이 억제된다. 이것에 의해, 노즐면보다 하방에 있어서 발생된 스플래시가 노즐면보다 상방의 스틸 밴드(30)의 통로를 향하여 돌아서 들어가는 것을 억제할 수 있다. 또한, 이 주름상자 형상 커튼(27a, 27b)은, 노즐면보다 상방에 있어서의 스틸 밴드(30)의 통로를 향하여 스플래시가 돌아서 들어가는 것을 방지하는 관점에서, 상자 형상체(20)의 폭 방향(스틸 밴드(30)의 폭 방향과 동일함)의 전역에 걸쳐 설치되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 가스 와이핑 노즐(26a)과 가스 와이핑 노즐(26b)의 사이는, 가스(예를 들면 질소 가스)가 분출되어 있으므로, 노즐면보다 하방에 있어서 발생된 스플래시가 노즐면보다 상방의 스틸 밴드(30)의 통로를 향하여 돌아서 들어가는 것을 억제할 수 있다.
<실시예>
용융 Zn―6질량% Al-2.9질량% Mg계 도금 강판을, 도 2(b)에 나타낸 가스 와이핑 장치를 이용하여 제조하였다. 또, 비교예로서, 도 2(b)로부터 분사부(26)를 제외한 가스 와이핑 장치를 이용하여, 용융 Zn―6질량% Al-2.9질량% Mg계 도금 강판을 제조하였다. 이들 각각의 조건으로 제조한 도금 강판에 대하여, Zn11Mg2계의 상이 정출된 반점 모양의 단위 면적당 발생 개수의 비율을 표 1에 나타낸다. 또한, 발생 개수의 비율은, 비교예를 1로 하고 있다. 그 결과, 본 발명의 가스 와이핑 장치를 이용함으로써, 스플래시에 의한 반점 모양의 발생을 대폭 저감할 수 있다는 것을 알 수 있다.
Figure 112013045208018-pct00001
이상으로 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 가스 와이핑 장치(100)에 의하면, 커튼에 의해 관 형상 부재(25a)와 상자 형상체(20)의 내벽(관 형상 부재(25a) 측의 내벽)의 사이, 및 관 형상 부재(25b)와 상자 형상체(20)의 내벽(관 형상 부재(25b) 측의 내벽)의 사이가 시일되므로, 이들 사이로부터, 노즐면보다 상방에 있어서의 스틸 밴드(30)의 통로를 향하여 스플래시의 돌아들어감을 방지할 수 있다. 또, 폭 방향 양단부에 있어서의 가스 와이핑 노즐(26a)과 가스 와이핑 노즐(26b)의 사이로부터도, 노즐면보다 상방에 있어서의 스틸 밴드(30)의 통로를 향한 스플래시의 돌아들어감을 방지할 수 있다. 이것에 의해, 노즐면보다 하방에 있어서 발생된 스플래시가, 서로 대향하여 배치되는 가스 와이핑 노즐(26a) 및 가스 와이핑 노즐(26b)의 노즐 폭을 제외한 영역으로부터, 노즐면보다 상방에 있어서의 스틸 밴드(30)의 통로를 향하여 돌아서 들어가는 것을 방지하는 것이 가능해진다. 따라서, 가스 와이핑 노즐(26a) 및 가스 와이핑 노즐(26b)을 포위하는 상자 형상체(20)를 설치한 경우이더라도, 가스 와이핑 노즐(26a) 및 가스 와이핑 노즐(26b)에 의해 과잉된 용융 금속을 제거한 후의 스틸 밴드(30)의 표면에, 스플래시가 부착되는 것을 보다 억제할 수 있어, 스플래시 반점 모양의 개수의 증가를 억제할 수 있다.
게다가, 가스 와이핑 노즐(26a)과 가스 와이핑 노즐(26b)의 노즐 간 거리가 어느 한쪽이었다고 하더라도, 노즐면보다 상방에 있어서의 스틸 밴드의 통로를 향하여 돌아서 들어가는 것을 방지하는 것이 가능해진다. 특히, 가스 와이핑 노즐(26a) 및/또는 가스 와이핑 노즐(26b)의 평행 이동이 저해되는 일도 없다.
<변형예>
또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 취지에 의거하여 다양한 변형이 가능하며, 이들을 본 발명의 범위로부터 배제하는 것은 아니다. 예를 들면, 가스 와이핑 노즐(26a)과 가스 와이핑 노즐(26b)의 사이를 최대폭의 스틸 밴드(30)가 통과할 때이더라도 당해 스틸 밴드(30)에 가스를 분출하지 않는 부위(제 2 분사부(26a2))에 대해서는, 가스로 시일할 수 있는 만큼의 양을 확보할 수 있으면 되므로, 제 1 분사부(26a1)보다 분출구의 슬릿 폭을 작게 하면 된다. 마찬가지로, 제 3 분사부(26a3), 제 5 분사부(26b2) 및 제 6 분사부(26b3)에 대해서도(단, 최대 폭의 스틸 밴드(30)가 통과할 때이더라도 당해 스틸 밴드(30)에 가스를 분출하지 않는 부위에 한함), 제 1 분사부(26a1)나 제 4 분사부(26b1)보다 분출구의 슬릿 폭을 작게 하면 된다. 왜냐하면, 제 2 분사부(26a2), 제 3 분사부(26a3), 제 5 분사부(26b2) 및 제 6 분사부(26b3)에서는, 스틸 밴드(30)에 가스를 분출하는 것이 아니라 시일하는 것을 목적으로 하여 가스를 분출하므로, 가스의 분사량을 조절할 수 있게 함으로써 필요 이상으로 가스를 소비하는 것을 억제하면서, 가스 와이핑 노즐(26a, 26b)의 폭 방향 양단부에 있어서 노즐면보다 상방에 있어서의 스틸 밴드의 통로를 향하여 돌아서 들어가는 것을 방지하는 것이 가능해진다. 특히, 가스 와이핑 노즐(26a) 및 가스 와이핑 노즐(26b) 중 적어도 어느 일방이 타방에 대하여 평행 이동할 수 있는 중이더라도, 스틸 밴드(30)의 폭 방향 양단부가 가스에 의해 시일되므로, 가스 와이핑 노즐(26a)과 가스 와이핑 노즐(26b)의 노즐 간 거리에 관계없이, 항상 노즐면보다 상방에 있어서의 스틸 밴드(30)의 통로를 향하여 돌아서 들어가는 것을 방지하는 것이 가능해진다. 또한, 제 2 분사부(26a2), 제 3 분사부(26a3), 제 5 분사부(26b2) 및 제 6 분사부(26b3)에 있어서의 가스의 유량 조정 방법으로서는, 예를 들면 가변 갭 노즐을 이용할 수 있다. 또한, 제 2 분사부(26a2), 제 3 분사부(26a3), 제 5 분사부(26b2) 및 제 6 분사부(26b3)로부터 분출되는 가스의 유량을 조정하는 방법에 대해서는, 제 1 분사부(26a1)나 제 4 분사부(26b1)보다 분출구의 슬릿 폭을 작게 하는 수법에 한정되지 않으며, 예를 들면, 제 2 분사부(26a2), 제 3 분사부(26a3), 제 5 분사부(26b2) 및 제 6 분사부(26b3)의 주변부에 경사 각도의 조절이 가능한 판 형상 부재(50)를 설치하여, 가스의 분사량을 조절하는 가스 분사량 조절부를 구성해도 된다(도 5 참조). 단, 가스 분사량 조절부는, 도 5에 나타낸 것에 한정되지 않으며, 가스의 분사량을 조절할 수 있는 것이라면, 어떤 것이더라도 상관 없음은 말할 필요도 없다.
10: 도금 욕조 11: 용융 금속
12: 메인 롤러 13a, 13b: 서브 롤러
14: 송입구 20: 상자 형상체
21: 본체 22, 23: 폐색부
24: 송출구 25a, 25b: 관 형상 부재
26a, 26b: 가스 와이핑 노즐 26a1: 제 1 분사부
26a2 : 제 2 분사부 26a3: 제 3 분사부
26b1: 제 4 분사부 26b2: 제 5 분사부
26b3: 제 6 분사부 27a, 27b: 주름상자 형상 커튼
30: 스틸 밴드 31: 시일 커튼
40: 스플래시 50: 상부 공간
100: 가스 와이핑 장치

Claims (3)

  1. 용융 금속 도금욕으로부터 끌어 올려지는 스틸 밴드를 사이에 두고 배치되며, 상기 스틸 밴드의 표면에 부착된 과잉 용융 금속을 제거할 수 있는 제 1 가스 와이핑 노즐 및 제 2 가스 와이핑 노즐과,
    상기 스틸 밴드의 폭 방향을 따라 설치되며, 상기 제 1 가스 와이핑 노즐에 접속되어 있는 제 1 관 형상 부재와,
    상기 스틸 밴드의 폭 방향을 따라 설치되며, 상기 제 2 가스 와이핑 노즐에 접속되어 있는 제 2 관 형상 부재와,
    상기 제 1 가스 와이핑 노즐, 상기 제 2 가스 와이핑 노즐, 상기 제 1 관 형상 부재 및 상기 제 2 관 형상 부재를 포위하는 상자 형상체와,
    상기 제 1 관 형상 부재의 외벽에 일단이 고정되며, 타단이 상기 상자 형상체의 내벽에 고정되어 있는 제 1 칸막이 부재와,
    상기 제 2 관 형상 부재의 외벽에 일단이 고정되며, 타단이 상기 상자 형상체의 내벽에 고정되어 있는 제 2 칸막이 부재를 구비하는 가스 와이핑 장치로서,
    상기 제 1 가스 와이핑 노즐이,
    상기 스틸 밴드의 폭 방향 전체에 가스를 분사 가능한 제 1 분사부와,
    상기 제 1 분사부의 일방의 단부로부터 상기 스틸 밴드의 폭 방향에 있어서의 상기 상자 형상체의 일방의 내벽에 이르기까지, 상기 제 2 가스 와이핑 노즐을 향하여 가스를 분사 가능한 제 2 분사부와,
    상기 제 1 분사부의 타방의 단부로부터 상기 스틸 밴드의 폭 방향에 있어서의 상기 상자 형상체의 타방의 내벽에 이르기까지, 상기 제 2 가스 와이핑 노즐을 향하여 가스를 분사 가능한 제 3 분사부를 포함함과 함께,
    상기 제 2 가스 와이핑 노즐이,
    상기 스틸 밴드의 폭 방향 전체에 가스를 분사 가능한 제 4 분사부와,
    상기 제 4 분사부의 일방의 단부로부터 상기 스틸 밴드의 폭 방향에 있어서의 상기 상자 형상체의 일방의 내벽에 이르기까지, 상기 제 1 가스 와이핑 노즐을 향하여 가스를 분사 가능한 제 5 분사부와,
    상기 제 4 분사부의 타방의 단부로부터 상기 스틸 밴드의 폭 방향에 있어서의 상기 상자 형상체의 타방의 내벽에 이르기까지, 상기 제 1 가스 와이핑 노즐을 향하여 가스를 분사 가능한 제 6 분사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 와이핑 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 분사부 및 상기 제 3 분사부는, 당해 제 2 분사부 및 제 3 분사부로부터 분사되는 가스량이 상기 제 1 분사부로부터 분사되는 가스량보다 적어지도록 구성되어 있음과 함께,
    상기 제 5 분사부 및 상기 제 6 분사부는, 당해 제 5 분사부 및 제 6 분사부로부터 분사되는 가스량이 상기 제 4 분사부로부터 분사되는 가스량보다 적어지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 와이핑 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 가스 와이핑 노즐 및 상기 제 2 가스 와이핑 노즐은, 서로의 거리가 미리 정해진 범위 내에서 변경 가능해지도록, 이들 중 적어도 어느 일방이 타방에 대하여 평행 이동 가능하며,
    상기 제 1 가스 와이핑 노즐과 상기 제 2 가스 와이핑 노즐의 사이의 거리에 맞추어, 상기 제 2 분사부로부터 분사되는 가스와 상기 제 5 분사부로부터 분사되는 가스가 접촉하도록, 또한, 상기 제 3 분사부로부터 분사되는 가스와 상기 제 6 분사부로부터 분사되는 가스가 접촉하도록, 가스의 분사량을 조절하는 가스 분사량 조절부를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 와이핑 장치.
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