JP5417946B2

JP5417946B2 - 溶融金属めっき設備

Info

Publication number: JP5417946B2
Application number: JP2009090205A
Authority: JP
Inventors: 崇土居; 弘和小林
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2009-04-02
Filing date: 2009-04-02
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2029-04-02
Also published as: JP2010242140A

Description

本発明は、溶融金属のめっき浴から連続的に引き上げられる鋼帯から余剰な溶融金属を払拭し、鋼帯における溶融金属の付着量を調整する溶融金属めっき設備に関する。

従来、溶融金属めっき設備においては、めっき用の溶融金属が付着した鋼帯面にガスを吹付けるガスワイピングによって、余剰に付着した溶融金属を払拭して溶融金属の付着量を調整することが行われている。ところが、鋼帯の表裏面にそれぞれガスワイピングノズルからガスを吹付けると、鋼帯の両端付近では、鋼帯の表裏面にそれぞれ対向するガスワイピングノズルから噴射されたガス同士が衝突して互いに干渉する。これにより、鋼帯の端部付近の付着量が中央部の付着量よりも増大する。この付着量が増大した部分の溶融金属が、ガス同士が干渉したことによって発生する圧力変動によって、鋼帯の両端付近からスプラッシュとなって飛散する現象が生じやすくなる。

上記のような問題を軽減する技術としては、例えば、特許文献１に記載されているものが知られている。この特許文献１に記載された溶融金属めっき鋼帯の製造方法では、溶融金属のめっき浴から連続的に引き上げられる鋼帯の幅方向両側端部近傍の鋼帯延長面上に、ガスワイピングノズルから噴射されたガス同士の衝突を遮断するバッフル板を配置することにより、鋼帯両端近傍での圧力変動を抑制し、鋼帯の幅方向に沿って溶融金属の付着量を均一化すると共に、鋼帯の両端付近からの溶融金属（スプラッシュ）の飛散を低減する。

ところで、近年、上記のような溶融金属めっき設備では、生産効率の観点から、鋼帯の走行速度（ライン速度）が高速化しており、それに応じてガスワイピングノズルから噴射されるガスの圧力も著しく上昇している。そして、ガスワイピングノズルから噴射されるガスが高圧化すると、特許文献１に記載されているようなバッフル板を鋼帯延長面上に配置しても、鋼帯の両端付近から飛散する溶融金属のスプラッシュを十分少なくすることが困難になる。

そこで、溶融金属めっき設備では、近年、従来のガスワイピングノズル（ガスワイピング装置）とめっき浴との間にガスワイピング装置又は電磁ワイピング装置を追加して配置し、このワイピング装置（上流側ワイピング装置）により鋼帯から余剰な溶融金属をめっき浴側へ予め掻き落とすことにより、ガスワイピング装置（下流側ガスワイピング装置）に対する負荷を軽減し、ガスワイピングノズルから噴射されるガスの圧力及び流量を低下する技術も開発されつつある。

特開２００７−１９７７８２号公報

しかしながら、下流側ガスワイピング装置とめっき浴との間に上流側ワイピング装置を追加した場合でも、下流側ガスワイピング装置との対向位置で、溶融金属がスプラッシュとなって鋼帯から飛散することを完全には防止できない。このため、下流側ガスワイピング装置との対向位置で鋼帯から飛散したスプラッシュが上流側ワイピング装置に付着し、長期的には上流側ワイピング装置に不具合を生じさせることがある。

具体的には、例えば、上流側ワイピング装置が電磁ワイピング装置である場合には、溶融金属のスプラッシュがコイル素線の被覆を損傷させて短絡を発生させ、また上流側ワイピング装置がガスワイピング装置である場合には、溶融金属のスプラッシュが一部のガスワイピングノズルを閉塞させ、幅方向に沿ったガス流の圧力及び流量の分布が不均一になる。

本発明の目的は、上記事実を考慮し、下流側ガスワイピング装置から噴射されたガス流により鋼帯から溶融金属がスプラッシュとなって飛散しても、そのスプラッシュが原因となって上流側ワイピング装置に不具合が生じることを効果的に防止できる溶融金属めっき設備を提供することにある。

本発明の請求項１に係る溶融金属めっき設備は、連続的に浸入する鋼帯にめっき用溶融金属を付着させるめっき浴と、前記めっき浴中から連続的に引き上げられた鋼帯にガスを噴射し、該鋼帯に付着した溶融金属をガス流により払拭して、鋼帯における溶融金属の付着量を調整する下流側ガスワイピング装置と、鋼帯のパスラインに沿って前記めっき浴と前記下流側ガスワイピング装置との間に配置され、該鋼帯に付着した溶融金属にガス圧力又は電磁力を作用させて、該鋼帯から余剰な溶融金属を掻き落とす上流側ガスワイピング装置と、前記パスラインに沿って前記下流側ガスワイピング装置と前記上流側ガスワイピング装置との間に配置され、前記下流側ガスワイピング装置から噴射されたガス流により鋼帯から飛散した溶融金属のスプラッシュを堰き止めるスプラッシュ付着防止板と、を有し、前記スプラッシュ付着防止板には、鋼帯の表裏面にそれぞれ対向するように支持された一対の延出プレート部が形成され、該一対の延出プレート部は、鋼帯の幅方向に沿って鋼帯エッジ部の外側から該エッジ部の内側まで延出し、前記パスラインに沿って前記下流側ガスワイピング装置と前記上流側ガスワイピング装置との間に、一対の前記スプラッシュ付着防止板を前記幅方向に沿って鋼帯を挟むように配置すると共に、一対の前記スプラッシュ防止板を鋼帯の幅に応じて前記幅方向に沿って進退させる駆動機構を設けたことを特徴とする。

上記請求項１に係る溶融金属めっき設備では、鋼帯のパスラインに沿って下流側ガスワイピング装置と上流側ガスワイピング装置との間にスプラッシュ付着防止板が配置され、このスプラッシュ付着防止板が下流側ガスワイピング装置から噴射されたガス流により鋼帯から飛散した溶融金属のスプラッシュを堰き止める。これにより、下流側ガスワイピング装置から噴射されたガス流により鋼帯から溶融金属がスプラッシュとなって飛散しても、そのスプラッシュがスプラッシュ付着防止板により堰き止められて、上流側ワイピング装置に付着することを阻止できるので、溶融金属のスプラッシュが原因となって上流側ワイピング装置に不具合が生じることを効果的に防止できる。

また、請求項２に係る溶融金属めっき設備は、請求項１記載の溶融金属めっき設備において、前記ガスワイピング装置は、鋼帯の表裏面にそれぞれ対向する一対のガスワイピングノズルを有し、前記パスラインに沿って前記下流側ガスワイピング装置と前記上流側ガスワイピング装置との間に、一対の前記ガスワイピングノズルから噴射されたガス同士の衝突を遮断する一対のバッフル板を前記幅方向に沿って鋼帯を挟むように配置すると共に、一対の前記バッフル板をそれぞれ一対の前記スプラッシュ付着防止板に連結し、前記駆動機構は、鋼帯の幅に応じて一対の前記スプラッシュ付着防止板及び一対の前記バッフル板を前記幅方向に沿って一体的に進退させることを特徴とする。

以上説明したように、本発明に係る溶融金属めっき設備法によれば、下流側ガスワイピング装置との対向位置で、溶融金属がスプラッシュとなって鋼帯から飛散しても、そのスプラッシュが原因となって上流側ワイピング装置に不具合が生じることを効果的に防止できる。

本発明の第１の実施形態に係る溶融亜鉛めっき設備の構成を示す側面断面図である。図１に示される溶融亜鉛めっき設備の正面図である。図１に示される溶融亜鉛めっき設備における電磁ワイピング装置及びガスワイピング装置の構成を拡大して示す側面図である。図１に示される溶融亜鉛めっき設備におけるバッフル板及びスプラッシュ付着防止板の構成を示す平面断面である。本発明の第２の実施形態に係る溶融亜鉛めっき設備における電磁ワイピング装置及びガスワイピング装置の構成を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態に係る溶融亜鉛めっき設備について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１には、本発明の第１の実施形態に係る溶融亜鉛めっき設備の構成が模式的に示されている。この溶融亜鉛めっき設備１０はめっきポット１２を備えており、このめっきポット１２内には、めっき用金属である亜鉛が溶融状態となっためっき浴１４（溶融亜鉛Ｍ）が蓄えられている。めっきポット１２内には、ポットロール１６及び一対のサポートロール１８がそれぞれ回動可能に配置されている。ポットロール１６及び一対のサポートロール１８はそれぞれめっき浴１４中に浸漬されており、一対のサポートロール１８はポットロール１６の上方に支持されている。

２０は溶融亜鉛めっき鋼帯の基材となる長尺帯状の鋼帯である。ここで、鋼帯２０は、所定の温度まで加熱された後に、めっき浴１４中に案内され、ポットロール１６の外周面（ロール面）に下方から巻き付けられ、上方へ延出する。この鋼帯２０は、一対のサポートロール１８間に挟持されて、めっき浴１４から上方へ延出する。
めっき浴１４から上方へ延出する鋼帯２０は、めっきポット１２の上方に配置されたフィードロール（図示省略）により搬送力が伝達され、この搬送力によりめっき浴１４中から引き上げられ、鉛直方向と略一致する走行方向（矢印Ｒ方向）に沿って上方へ走行する。溶融亜鉛めっき設備１０には、めっき浴１４から引き上げられた鋼帯２０の走行方向に沿って電磁ワイピング装置２２及びガスワイピング装置２４が順に配置されている。

電磁ワイピング装置２２は環状の電磁ヘッド２６を備えている。溶融亜鉛めっき設備１０では、めっき浴１４から引き上げられた鋼帯２０が電磁ヘッド２６内を通過しつつ、上方へ移動する。電磁ヘッド２６には磁界発生用コイル３６が埋設されている。電磁ワイピング装置２２は、鋼帯２０が電磁ヘッド２６内を通過する際に、鋼帯２０の表裏面にそれぞれ付着した溶融亜鉛Ｍに電磁力を作用させ、その電磁力により鋼帯２０の表面及び裏面にそれぞれ付着した溶融亜鉛Ｍの一部を下方（めっき浴１４側）へ流動させる。これにより、鋼帯２０の表裏面から余剰な溶融亜鉛Ｍの一部がめっき浴１４側へ掻き落とされる。

ガスワイピング装置２４は一対のガスワイピングノズル３０を備えており、一対のガスワイピングノズル３０は、鋼帯２０の表面及び裏面にそれぞれ対向するように支持されている。図２に示すように、ガスワイピングノズル３０は、鋼帯２０の幅方向（矢印Ｗ方向）に沿って細長く形成されており、このガスワイピングノズル３０には、鋼帯２０に面してノズル口３２が形成されている。このノズル口３２は幅方向へ細長いスリット状とされており、その長手方向に沿った長さが鋼帯２０の幅よりも広くなっている。

ガスワイピング装置２４は、鋼帯２０の走行時に、一対のガスワイピングノズル３０のノズル口３２を通して、窒素ガス、大気等のワイピングガスを鋼帯２０の表面及び裏面にそれぞれ吹き付ける。このとき、ガスワイピングノズル３０は、鋼帯２０に対し幅方向に沿って圧力及び流量が略均一なワイピングガスのガス流Ｇ（図３参照）を吹き付ける。このガス流Ｇは、鋼帯２０の表面及び裏面に付着した溶融亜鉛Ｍを下方へ押し下げるように作用する。これにより、鋼帯２０におけるノズル口３２と対向する領域付近（ガスワイピング領域）では、鋼帯２０の走行方向への移動に従って、鋼帯２０の表面及び裏面にそれぞれ付着した溶融亜鉛Ｍの一部がガス流Ｇにより下方へ払拭される。

従って、鋼帯２０がガスワイピング領域を通過する際には、鋼帯２０における溶融亜鉛Ｍの単位面積当たりの付着量が、ガスワイピング領域の下端から上端側へ向かって序々に減少する。そして、ガスワイピング領域の通過後、鋼帯２０における溶融亜鉛Ｍの単位面積当たりの付着量は予め設定された目付け量と一致するように調整される。
図２に示すように、溶融亜鉛めっき設備１０には、一対のガスワイピングノズル３０の間に一対のバッフル板５０が配置されており、一対のバッフル板５０は幅方向に沿って鋼帯を間に挟むように配置されている。図３に示すように、バッフル板５０は、鋼帯２０の幅方向に沿った延長面上に配置されており、鋼帯２０の表面及び裏面にそれぞれ対向する一対のガスワイピングノズル３０からそれぞれ噴射されたガス流Ｇの間に介在し、ガス流Ｇ同士の衝突を遮断する。これにより、一対のガスワイピングノズル３０からそれぞれ噴射されたガス流Ｇ同士の干渉が抑制されるので、ガス圧分布が鋼帯２０の幅方向中央付近で高くエッジ部２１Ｅ付近で低くなることが抑制される。この結果、鋼帯２０に付着した溶融亜鉛Ｍがガス流により鋼帯２０の中央付近からエッジ側へ流動する現象が抑制される。

図２に示すように、溶融亜鉛めっき設備１０には、一対のバッフル板５０の外側にそれぞれ駆動機構５２が配置されており、駆動機構５２は、操業中に鋼帯２０の幅が変化する場合に、その鋼帯２０の幅に応じて一対のバッフル板５０を幅方向に沿って進退させ、バッフル板５０と鋼帯２０のエッジ部２１Ｅとの間隔を常に略一定に保つ。これにより、操業中に鋼帯２０の幅が変化した場合でも、一対のバッフル板５０により一対のガスワイピングノズル３０からそれぞれ噴射されたガス同士の干渉を抑制する作用が確実に維持される。

図２に示すように、一対のバッフル板５０には、その下端部にそれぞれスプラッシュ付着防止板５４が固定されていることが好ましい。スプラッシュ付着防止板５４は、鋼帯２０の走行方向を厚さ方向とする略矩形の板状に形成されており、溶融亜鉛Ｍよりも融点が高い金属材料、セラミック等を素材として成形されている。バッフル板５０にスプラッシュ付着防止板５４を固定する方法としては、溶接、ねじ止め、かしめ等の任意の方法を用いることができる。また、バッフル板５０とスプラッシュ付着防止板５４を鋳造等の方法で一体成形しても良い。

図４に示すように、一対のスプラッシュ付着防止板５４は、バッフル板５０と同様に、幅方向に沿って鋼帯２０を間に挟むように配置されており、幅方向に沿って鋼帯２０のエッジ部２１Ｅの外側からエッジ部２１Ｅの内側まで延在している。またスプラッシュ付着防止板５４は、バッフル板５０によりガスワイピングノズル３０の下方に支持されており、その上面がノズル口３２の長手方向と平行になっている。

図４に示すように、スプラッシュ付着防止板５４は、平面視にて、鋼帯２０の幅方向（矢印Ｗ方向）に細長い略長方形に形成されている。スプラッシュ付着防止板５４には、その先端面から基端側へ向って細長く延在する矩形の切欠き部５６が形成されると共に、この切欠き部５６の基端側に連結プレート部５８が形成されている。切欠き部５６は、鋼帯２０の厚さ方向（矢印Ｔ方向）に沿ってスプラッシュ付着防止板５４の中央部に位置している。これにより、スプラッシュ付着防止板５４には、その先端側に連結プレート部５８から鋼帯２０の幅方向中央側へそれぞれ延出する一対の延出プレート部６０が一体的に形成される。

連結プレート部５８には、バッフル板５０の下端面が突き当てられた状態で固定されていることが好ましい。また一方のスプラッシュ付着防止板５４は、その切欠き部５６内に鋼帯２０の一端側が挿入されるように支持され、他方のスプラッシュ付着防止板５４は、その切欠き部５６内に鋼帯２０の他端側が挿入されるように支持されていることが好ましい。これにより、一対の延出プレート部６０が鋼帯２０のエッジ部２１Ｅに対して鋼帯２０の幅方向中側まで延出する。

ここで、延出プレート部６０のエッジ部２１Ｅからの延出長ＬＷ（図４参照）は、他方の延出プレート部６０と干渉しない範囲で長い方が好ましいが、後述するように、鋼帯２０のエッジ部２１Ｅ付近から飛散するスプラッシュＳを効果的に堰き止めるためには、１００ｍｍ以上に設定することが好ましい。またスプラッシュ付着防止板５４の鋼帯２０の表面及び裏面からの延出長ＬＴ（図３参照）も、延出長ＬＷと同様の理由により、５０ｍｍ以上に設定することが好ましい。但し、延出長ＬＷの設定値及び延出長ＬＴの設定値は、それぞれ現状の操業条件下において、スプラッシュＳの飛散状況を確認して設定したものであり、操業条件（ガス流Ｇの圧力及び流量）が大幅に変化した場合には、その操業条件におけるスプラッシュＳの飛散状況に応じて変更する必要がある。

スプラッシュ付着防止板５４は、図３に示されるように、一対のガスワイピングノズル３０からそれぞれ噴射されたガス流Ｇにより鋼帯２０のエッジ部２１Ｅ付近から飛散した溶融亜鉛ＭのスプラッシュＳを堰き止める。これにより、スプラッシュＳが電磁ワイピング装置２２に付着すること、及びガスワイピング装置２４の下方で鋼帯２０に再付着することが効果的に阻止される。

溶融亜鉛めっき設備１０では、一対のガスワイピングノズル３０の間に一対のバッフル板５０を配置したことにより、前述したように、一対のガスワイピングノズル３０からそれぞれ噴射されたガス同士の干渉を抑制し、ガス圧分布が鋼帯２０の幅方向中央付近で高くエッジ部２１Ｅ付近で低くなることを抑制しているが、ガス流Ｇの圧力及び流量がある程度まで増大すると、バッフル板５０を配置するだけでは、鋼帯２０のエッジ部２１Ｅ付近からスプラッシュＳが飛散することを十分に防止できない。

上記のような場合でも、本実施形態の溶融亜鉛めっき設備１０では、ガス流Ｇにより鋼帯２０のエッジ部２１Ｅ付近から飛散したスプラッシュＳをスプラッシュ付着防止板５４により堰き止め、スプラッシュＳが電磁ワイピング装置２２に付着することを効果的に阻止できるので、スプラッシュＳが原因となって電磁ワイピング装置２２にコイル素線間の短絡等の不具合が生じることを効果的に防止でき、またスプラッシュＳが鋼帯２０に再付着して製品（めっき鋼板）に品質的な不具合が発生することも抑制できる。

なお、本実施形態の溶融亜鉛めっき設備１０では、一対のスプラッシュ付着防止板５４をそれぞれ一対のバッフル板５０に固定し、鋼帯２０の幅変化に応じて、駆動機構５２によりスプラッシュ付着防止板５４及びバッフル板５０を一体に進退させていたが、スプラッシュ付着防止板５４をバッフル板５０から分離し、専用の駆動機構により進退させるようにしても良い。

また本実施形態の溶融亜鉛めっき設備１０では、鋼帯２０を間に挟むように一対のスプラッシュ付着防止板５４を設けていたが、鋼帯２０の最大幅よりも長いスプラッシュ付着防止板５４を鋼帯２０の表面及び裏面にそれぞれ対向するように配置し、このスプラッシュ付着防止板により鋼帯２０から飛散するスプラッシュＳを堰き止めるようにしても良い。

（第２の実施形態）
図５には、本発明の第２の実施形態に係る溶融亜鉛めっき設備の構成が模式的に示されている。この溶融亜鉛めっき設備７０が第１の実施形態に係る溶融金属めっき設備１０と異なる点は、電磁ワイピング装置２２の代わりにガスワイピング装置７２が配置されている点であり、他の部分については基本的に第１の実施形態に係る溶融金属めっき設備１０と同一構成を有している。

ガスワイピング装置７２は、その下流側に配置されたガスワイピング装置２４と同様に、一対のガスワイピングノズル７４を備えており、一対のガスワイピングノズル７４からそれぞれ噴射されるガス流Ｇにより鋼帯２０の表裏面から余剰な溶融亜鉛Ｍの一部をめっき浴１４側へ掻き落とす。
第２の実施形態の溶融亜鉛めっき設備７０でも、第１の実施形態の溶融亜鉛めっき設備１０と同様に、一対のガスワイピングノズル３０の間に一対のスプラッシュ付着防止板５４を配置したことにより、下流側のガスワイピングノズル３０から噴射されたガス流Ｇにより鋼帯２０から飛散したスプラッシュＳがスプラッシュ付着防止板５４により堰き止められるので、鋼帯２０から飛散したスプラッシュＳが上流側のガスワイピング装置７２に付着することを効果的に阻止できる。この結果、スプラッシュＳが原因となってガスワイピング装置７２にガスワイピングノズル７４の閉塞等の不具合が生じることを効果的に防止でき、またスプラッシュＳが鋼帯２０に再付着して製品（めっき鋼板）に品質的な不具合が発生することも抑制できる。

１０溶融亜鉛めっき設備
１２めっきポット
１４めっき浴
１６ポットロール
１８サポートロール
２０鋼帯
２１Ｅエッジ部
２２電磁ワイピング装置
２４ガスワイピング装置
２６電磁ヘッド
３０ガスワイピングノズル
３２ノズル口
３６磁界発生用コイル
５０バッフル板
５２駆動機構
５４スプラッシュ付着防止板
５６切欠き部
５８連結プレート部
６０延出プレート部
７０溶融亜鉛めっき設備
７２ガスワイピング装置
７４ガスワイピングノズル
Ｇガス流
Ｍ溶融亜鉛
Ｓスプラッシュ

Claims

連続的に浸入する鋼帯にめっき用溶融金属を付着させるめっき浴と、
前記めっき浴中から連続的に引き上げられた鋼帯にガスを噴射し、該鋼帯に付着した溶融金属をガス流により払拭して、鋼帯における溶融金属の付着量を調整する下流側ガスワイピング装置と、
鋼帯のパスラインに沿って前記めっき浴と前記下流側ガスワイピング装置との間に配置され、該鋼帯に付着した溶融金属にガス圧力又は電磁力を作用させて、該鋼帯から余剰な溶融金属を掻き落とす上流側ガスワイピング装置と、
前記パスラインに沿って前記下流側ガスワイピング装置と前記上流側ガスワイピング装置との間に配置され、前記下流側ガスワイピング装置から噴射されたガス流により鋼帯から飛散した溶融金属のスプラッシュを堰き止めるスプラッシュ付着防止板と、
を有し、
前記スプラッシュ付着防止板には、鋼帯の表裏面にそれぞれ対向するように支持された一対の延出プレート部が形成され、該一対の延出プレート部は、鋼帯の幅方向に沿って鋼帯エッジ部の外側から該エッジ部の内側まで延出し、
前記パスラインに沿って前記下流側ガスワイピング装置と前記上流側ガスワイピング装置との間に、一対の前記スプラッシュ付着防止板を前記幅方向に沿って鋼帯を挟むように配置すると共に、一対の前記スプラッシュ防止板を鋼帯の幅に応じて前記幅方向に沿って進退させる駆動機構を設けたことを特徴とする溶融金属めっき設備。
前記ガスワイピング装置は、鋼帯の表裏面にそれぞれ対向する一対のガスワイピングノズルを有し、
前記パスラインに沿って前記下流側ガスワイピング装置と前記上流側ガスワイピング装置との間に、一対の前記ガスワイピングノズルから噴射されたガス同士の衝突を遮断する一対のバッフル板を前記幅方向に沿って鋼帯を挟むように配置すると共に、一対の前記バッフル板をそれぞれ一対の前記スプラッシュ付着防止板に連結し、
前記駆動機構は、鋼帯の幅に応じて一対の前記スプラッシュ付着防止板及び一対の前記バッフル板を前記幅方向に沿って一体的に進退させることを特徴とする請求項１記載の溶融金属めっき設備。