【発明の詳細な説明】
ストリップを形成する材料よりも低い融点または液相点を有する金属または合金
で金属ストリップを被膜する方法及び装置
本発明は、ストリップを形成する材料よりも低い融点または液相点を有する金
属または合金で金属ストリップを被膜する方法及び装置に関し、本発明の方法に
よれば、ストリップが予備加熱され、且つストリップが予備加熱温度より高い温
度にされた金属または前記合金の浴を通って上方に引き抜かれ、次に、ストリッ
プが浴を離れる時に、ストリップが金属または合金が凝固する温度より低い温度
に冷却される。
金属または合金の溶融浴を上方へと通過するワイヤーの高速度被膜方法が、す
でに提案されている。このような方法が、例えば、米国特許第３，５２３，８１
５号、米国特許第２，５６５，６７７号、米国特許第３，４８４，２８０号及び
米国特許第４，１６９，４２６号に記載されている。
この種の方法を用いたワイヤー状基体の被覆は、二つの溝付きロールの間をワ
イヤーをぴんと張った状態で直線状に進ませることは極めて容易であるから、大
した困難を伴うことなく実施可能である。すなわち、オリフィスの入口及び出口
を貫通するワイヤーの芯出しが比較的容易であることは、ワイヤーとオリフィス
の壁との間の空間を非常に小さくできることを意味する。さらに、オリフィス及
びワイヤー断面が円形であることは、ワイヤーより溶湯に加わる力の分布は均一
となり、ワイヤーとワイヤー導入オリフィスとの間の管状空間からのワイヤーの
離脱を防止することを意味する。
ストリップの場合は、ストリップの平面ならびにいずれの直交面
においても、ワイヤーの場合と同様に安定な通路を確保することは不可能である
。これは、駆動ロールを使用してストリップを案内することはより困難であるか
らであり、すなわち、ストリップはある程度の量はいつもその位置を変えるから
である。ストリップに関する限り、完全に平坦ということは決したなく、ある程
度の量の曲率を有している。さらに、二つのストリップの突き合わせ溶接継手部
は、厚みを増加せしめる。また、下側と上側とでストリップ案内滑車が３〜４ｍ
程度は離れていることを無視してならない。ストリップの一部分が下側入口開口
部の一方の壁に触れると直ちに、その表面で金属の均一堆積が妨げられる。した
がって、ストリップとストリップ入口開口部との空間を、開口部の幅及び長さの
双方において広げる必要がある。ストリップは一般に薄く、１ｍｍ厚み未満、０
．５ｍｍ或いはそれ以下ことさえある。このことは、次のことを意味する。すな
わち、ストリップのエッジ面はその表面積によるが、ストリップの上方への移動
時に、溶融金属上に最小の引抜き力を生成し、したがってストリップのエッジ面
も液体の最大容積部分：すなわち、ストリップエッジ面と矩形開口のエッジとの
間に必要となるそのクリアランスでの蒸気エッジ面とエッジとの間における全液
体金属：に面するストリップの一部となっている。実際に、このエッジ面が、例
えば０．３ｍｍ幅であるならば、開口部の幅は、０．７〜約２０ｍｍの間、すな
わち、エッジ面の幅の２〜７倍の幅となり、また、エッジ面と小さいエッジの間
の距離は２〜４ｍｍとなり、この点で漏洩という問題の解決は困難である。
ストリップの被膜においては、このストリップが通過する液体層の供給にも問
題点がある。ワイヤーの場合においては、円形空間が形成され、その側部の開口
部を通って供給される。ストリップの場合においては、その空間部がこのストリ
ップによって２分割され、
この２分割された空間部の各々で供給速度をおおむね均一化し、平面のいずれの
側においての溶融金属の圧力水頭が同一高さに確保する必要がある。
最後に、ストリップの均一加熱においても、ワイヤーを加熱する場合より問題
は複雑である。この被膜技術が本質的にはワイヤーに留まり、ストリップに応用
しても１面のみの被膜に留まったのは、この理由であり、即ち、後者の場合は、
ストリップエッジでも漏洩に関する前記問題を回避できたからである。
本発明の目的は、この方法の用途が平坦なストリップにまで拡張可能である解
決策を提供することである。
したがって、本発明の要旨は、請求項１で請求するように、ストリップが形成
される材料よりも低い融点または液相点の金属または合金で、金属ストリップを
被膜する方法である。
この方法の本質的な利点の一つは、ストリップに接触する液体金属層は２００
ｃｌ／メートルといった程度の極わずかばかりの容積しか待っていないことであ
る。したがって、ストリップの被膜は、ストリップが通過する液体金属層の供給
が停止されると、すぐ停止する。これは、用途適応性を高めるものであり、設備
の操業停止の時に、ストリップが大量の金属を含んだ浴中に浸漬されていた従来
技術では起こっていた、設備から大量の金属の除去を伴うことなく金属被膜また
はストリップの変更が、可能になる。本発明に従う方法の別の利点は、操作条件
に依存するが１０〜２０μｍの厚みでもって、薄い均一被膜を得られることを可
能にする。
本発明のその他特別な特徴及び利点は、本発明主題を形成する方法を実施する
概略を図示する添付図面、及び設備例を説明する次の記載から明確にされる。
図１は、本実施例を全断面にした平面図である。
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面の詳細図である。
図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面の図である。
図４は、説明図である。
図５は、図３と類似の別方法の実施例の一部断面の図である。
図１に図示した設備は、銅管２で取り囲まれた坩堝１を備え、且つ、銅管は銅
管を通って流れる水で冷却されかつ誘導加熱用の高周波電源（図示せず）に接続
される。この坩堝は、ピストン３を備え、このピストンを液体金属の中にいくぶ
ん深く押し込むことにより、金属液位を調整するためのものである。グラファイ
トノズル４は、ネジ５によって互いに接続された二つの部品４ａ、４ｂを形成し
、ネジ６によって坩堝１の壁に面して固定される。坩堝は二つの供給チャネル７
ａ、７ｂ（図２）を有し、各々のチャネルはノズル４の各部品４ａ、４ｂのチャ
ネル８ａ、８ｂと連絡する。
図２に図示するように、各チャネル８ａ、８ｂは、ノズル４の部品４ａ、４ｂ
の間に形成された平行６面体の内部空間１０に開口している。この空間は、縦方
向に並ぶ二つの矩形の開口部１１および１２を経由して外側と連絡し、この開口
部は被膜されるために、テープ１３を通過を可能とするように構成されている。
テープは内部空間１０を２分し、２分された各々の空間への供給は、チャネル８
ａ、８ｂを経由して行われる。下側の開口部１１、および好ましくは上側の開口
部１２の各々は、テープ１３の平面の両側に配置された二つの挿入体１４ａ、１
４ｂ及び１５ａ、１５ｂによって形成される。これらの挿入体１４ａ、１４ｂ、
１５ａ、１５ｂは、矩形断面でありかつ内部空間１０の底及び頂部に形成された
ハウジング内に保持される。それらは、Ｚｎ−Ａｌ合金によって湿潤することが
できない物質、好ましくはＭｏを使用して製造される。Ｓｉ3Ｎ4で作られた挿入
体についてのいくつかの試験は受容可能な結果を示
したが、ノズルの下側開口部１１による漏れに関しては良好ではなかった。
下側開口部１１を形成した挿入体１４ａ、１４ｂが存在していることにより、
挿入体がこの開口部の壁とテープ１３との間の空間、特に、テープ１３のエッジ
と開口のエッジとの間の横方向の空間を大きく増加することを可能し、この増加
された空間の部位において液体の漏洩を起こすことなく、テープの最小の表面積
に対して最大量の液体金属を存在させることができる。この空間は２〜４ｍｍの
大きさにでき、テープは開口部のエッジに触れることなくかつその面内でわずか
に移動することができる。
ノズルの各部分４ａ、４ｂは、ノズル４内部の金属液体を保持するために、加
熱本体１６ａ、１６ｂ及び１７ａ、１７ｂをそれぞれ収容するための二つの環状
のハウジングを構成する。
ノズル４の下方ではテープ１３は、パイプ２１によって還元ガスＮ2＋Ｈ2を供
給する管状パイプ１８を通過する。管状パイプの偏平部分１８ａは、誘導加熱に
よってテープ１３を予熱する第２の高周波電源（図示せず）に接続され、かつ、
水で内部が冷却される銅管２０（図１）によって取り囲まれる。
被膜装置は、ストリップの酸洗いするため、かつ管状パイプ１８の上流に位置
する。図示しない部分、即ちこの部分は、この種の被膜方法が通常有している一
体型設備のものであるとする。
全ての試験は、幅３０ｍｍ及び厚さ０．３ｍｍの焼鈍軟鋼ストリップＳｔ２を
用いて行った。各々のストリップは、Ｋａｌｔｂａｎｄ ＡＧ （ＣＨ）によっ
て供給され、電解脱脂浴（アルカリ浴：Ｄｉｖｅｒｓｅｙ Ｄｕｓｔｅｌ Ｓ２
７、濃度６０ｇ／ｌ、温度８０℃）中で予め処理され、この浴は、外部金属ロー
ル及び内部ステンレス鋼板を備え、それぞれは接触用としてかつ陽極として使用
され、テープには陰極電位が与えられる。
全電流は初期に１５Ａ（０．９６Ａ／ｄｍ2）に固定され、浴中でテープに接
触する時間は最初は５秒間に固定された。テフロンスペーサーが、テープとステ
ンレス鋼陽極との接触を避けるために使用された。
その後、テープは水道水、次に８０℃の脱イオン水に浸漬され、予め脱脂され
た温風で最終的に乾燥された。テープ準備工程は水平方向にして行われた。この
工程の次の工程、即ち、テープの予備加熱、加熱及び冷却は縦方向に行われ、そ
の高さは約３〜４ｍ必要であり、被膜を凝固するために、テープがノズル４を出
たあとで、１０〜３０ｍ／ｍｉｎの速度で１．５ｍが必要であった。
予備加熱段階を通じてテープ１３は、パイプ１８−１８ａ内に保持され、坩堝
１から金属または合金の液体が供給される空間１０にテープが送り込まれる以前
に、パイプには２０ｍｍＨｇの圧力で１．５１／ｍｉｎの流速でガス〔Ｎ2（５
０）＋１０％Ｈ2（４５）〕が供給された。試験は純亜鉛（９９．９９８）及び
重量で０．１５％のアルミニウム（純度９９．９８）を含有する亜鉛合金で実施
した。
テープを予備加熱するに使用したＨＦ電源は、周波数３７５ｋＨｚで最大出力
２５ｋＶＡのＥＭＡ ＨＧ ２５５型であった。
坩堝を誘導加熱するに使用したＨＦ電源は、周波数７００ｋＨｚで最大出力１
０．９ｋＶＡ−５ｋＷのＰｌｕｓＴｈｅｒｍ−ＩＧ１１３Ｗ５型であった。
試験は、種々の下側インサート１４ａ、１４ｂを備え、かつ上側インサート１
５ａ、１５ｂを備えるかまたは備えずに実施した。下側インサートの目的は、開
口部の壁に接触することなく、テープ１３に十分大きな開口部を与えることであ
る。特に、上側インサート
１５ａ、１５ｂは、被膜厚さを評価しうる程度に減少させることを意図したもの
である。これらの上側インサートのその他の機能は後述する。
テープ１３は０．３×ｍｍの断面であり、二つの型のインサート１４ａ、１４
ｂが、下側開口部を形成するため使用され、すなわち、一つのインサートは３２
ｍｍの開口部長さ１を有し、且つもう一つは開口部長さ１が３４ｍｍである。こ
の同じ開口部の幅ｄは、０．６６、１．２、１．５５及び１．７ｍｍを有し、０
．４から２ｍｍまで変化した。これらのインサートの高さｈは、２〜４ｍｍであ
った。上側インサートに関するかぎりは、あるものは、幅ｄが０．８ｍｍのグラ
ファイトで作られ、もう一方は幅ｄが０．４ｍｍのＭｏで作られ、後者は被膜厚
さを減少するために使用された。
明らかなように、被膜の厚さを制限することを意図するモリブデンインサート
で形成された上側開口部の幅ｄは、一般的に下側インサートの幅より小さい。５
倍以下であり、すなわち２ｍｍに対して０．４である。
二つの下側及び上側の開口部の間に形成される平行６面体空間１０は、次の長
さ、幅、高さ寸法である。すなわち、３２ｍｍ×４ｍｍ×１９ｍｍ、３２ｍｍ×
４ｍｍ×１７ｍｍ、３４ｍｍ×３ｍｍ×１９ｍｍ、３４ｍｍ×３ｍｍ×１５ｍｍ
及び３２ｍｍ×４ｍｍ×１９ｍｍである。
供給チャネル８ａ、８ｂは、１ｍｍ×３２ｍｍ、０．８ｍｍ×３４ｍｍ及び１
．５ｍｍ×３４ｍｍの横断面を有する。
冷却は、１．５ｍの距離に渡るファン吹きつけ空気によって簡単に達成される
。この冷却は、４０ｍ／ｍｉｎの被膜速度に対して十分であることが判明した。
試験は３９０℃〜４７０℃の間で実施されるが、テープの予備加
熱は４１０℃程度が好ましく、一方溶融合金の温度は、一般に５１０℃程度であ
る。被膜が成された縦部分に沿うテープの引っ張り力は、１２Ｎまたは６０Ｎで
あった。ストリップの工程速度は１０ｍ／ｍｉｎ及び４０ｍ／ｍｉｎの間である
。
すでに記述したように、被膜厚さは、上側インサート１５ａ、１５ｂが存在す
るか否によって、実質的に変化する。これらの条件のもと出えられた最小厚さは
１２μｍであり、インサートなしで、この最小厚さは２０μｍであった。
インサートが存在しなく且つ空間１０内の所定の液位において、被膜の厚みに
影響する因子は、テープを予備加熱する温度、及びテープが進行する速度である
。
上側インサートが存在する場合、被膜の厚みは、テープの予備加熱温度及びテ
ープとインサートの間の空間に依存する。溶融金属または被膜合金の温度の双方
に関しては評価可能な影響は観察されなかった。
また、Ｍｏで作られた上側インサートの存在は、被膜の厚さを均一にすること
、及び溶融した金属または合金の温度が高いときに特に発生する粗大凝固組織の
防止することを可能にすることが観察された。
測定された被膜の最大厚さは、８０μｍ程度であった。
被膜工程を開始且つ持続するために、平行６面体状空間１０内の液体金属の液
委がある程度必要であり、この量は、後述の被膜ノズルの場合、８〜１５ｍｍで
あり、１５ｍｍの液位は、空間１０の高さが１９ｍｍであるときのみに当てはま
るものである。このノズルは、高テープ速度、またはテープが低い温度に予備加
熱されている場合に、安定になることが分かった。予備加熱温度は、テープ上の
液体金属のメニスカスを安定にするために、浴温度より僅かに低い
ほうが有利であると考えられる。また、下側インサートに加えＭｏで作られた上
側インサートの存在は、ノズル安定性を改善する。亜鉛による湿潤が生じないに
もかかわらずＳｉ3Ｎ4及びグラファイトで作られたインサートの保持能力は低く
、なぜこうなるのかは不明である。Ｍｏインサート以って、０．３ｍｍのテープ
厚さに対しては、２ｍｍ以下の低い開口幅で良い結果が得られた。
金属漏れの影響は、４６０℃〜５１２℃の浴温度では観察されなかった。
図４の表は、インサート空間１０内の浴水頭高さｈの因子として、溶融金属の
漏れに関わるモリブデン下側インサートの水平表面に相当する寸法ｅ（図３）の
影響を示す。２本の曲線がこの表に示され、一本は、ストリップと下側開口部１
１の幅との合計空間が１．２ｍｍに相当し、もう１本はその空間が２ｍｍに相当
する。これらの曲線は、３４ｍｍ長さの開口部１１に関して、金属がストリップ
なしで漏れだす限界を表す。
双方の場合において、空間１０内の溶融金属の浴水頭高さは、ｅの値が増加す
るときに、増加することができる。この水頭の増加は、最初は大きくついで小さ
くなる。この水頭高さは、ｅ＝１．２ｍｍ以上で２ｍｍの合計空間であるときは
、ほぼ平らで一定になる。約０．５から２．５ｍｍまで変化できるが、全てにお
いて１ｍｍ程度またはそれ以上にすることが幅ｅに対して良好であることが分か
る。
ストリップの工程速度の増加は溶融金属漏れの危険を少なくする。すなわち、
困難な条件、換言すれば、速度が３０ｍ／ｍｉｎｎより早い場合の約４７０℃の
予備加熱温度と、ストリップ厚みと、開口部１１のエッジとの間の２ｍｍの合計
空間と、で作業するときに漏れがないことが観察された。約４７０℃以下の予備
加熱温度と、
ストリップの厚みと開口部１１との間の２ｍｍの合計空間のときは、その速度に
関係なく、漏れが観察されなかった。
従来は、平坦なストリップまたはテープに議論が集中していた。しかしながら
、この方法は、この輪郭が一定厚さであるかないか形状輪郭に関わりなく、細長
く形成されたテープに適用可能である。図５にＵ形状テープ１３を図示する。こ
の場合、インサートは、平行枝輪郭１３’が通過することを可能な切り込み２２
を有する。
別の方法では、ストリップが誘導加熱とは別の手段によって予備加熱される。
すなわち、ストリップ金属とは反応しない溶湯金属浴を通過させることによって
加熱できる。鋼ストリップの場合は、例えば、予備加熱浴としてはビスマスまた
は銀が使用できる。
予備加熱温度は被膜の外見に非常に影響する。Ａｌを１．５ｗｔ％を含有する
Ｚｎ合金に関しては、テープ１３を予備加熱温度が４００℃より下では、被膜が
十分に接着せず、且つ被膜中に多くの小穴が観察された。４３０℃を越えると小
さな皺が観察された。これらの２点間の温度では、被膜は滑らかであった。
被膜の顕微鏡組織を検査するために、ＣｒＯ2、Ｎａ2ＳＯ4、Ｈ2Ｏ、の溶液で
腐食させた。粗い結晶が観察され、用いた倍率（１６０×及び４００×）では、
鋼／亜鉛界面において金属間化合物またはボイドまたは接着欠陥が観察されなか
った。
前述の実施例を使用して製造した試料は、曲げによる付着試験（半径１ｍｍ）
にかけられた。表面が酸化されず、＞４００℃に予備加熱されたテープで、且つ
８０μｍを越えない被膜厚さで、前述の清浄条件で製造条件で作ったすべての被
膜は、優れた接着性を示した。
実験室試験をテープを使用して行ったが、本方法は、テープに関して確立され
た因子をさらに広いストリップに対して変更すること
なしに、１メートル幅以上であるストリップに工業的規模で実施することを目的
とする。The present invention relates to a method and apparatus for coating a metal strip with a metal or alloy having a lower melting point or liquidus point than the material forming the strip. In a method and apparatus for coating a metal strip with a metal or alloy having spots, according to the method of the present invention, a bath of a metal or an alloy wherein the strip is preheated and the strip is brought to a temperature higher than the preheating temperature. The strip is cooled upward to a temperature below the temperature at which the metal or alloy solidifies as the strip leaves the bath. High speed coating methods for wires passing upward through a molten bath of metal or alloy have already been proposed. Such methods are described, for example, in U.S. Pat. No. 3,523,815, U.S. Pat. No. 2,565,677, U.S. Pat. No. 3,484,280 and U.S. Pat. No. 4,169,426. Have been. Coating a wire-like substrate using this type of method is very easy, since it is extremely easy to advance the wire straight between two grooved rolls while keeping the wire taut, so that it is performed without much difficulty. It is possible. That is, the relatively easy centering of the wire passing through the inlet and outlet of the orifice means that the space between the wire and the wall of the orifice can be made very small. Furthermore, the circular cross section of the orifice and the wire means that the distribution of the force applied to the molten metal from the wire becomes uniform, and that the wire is prevented from being detached from the tubular space between the wire and the wire introduction orifice. In the case of a strip, it is not possible to ensure a stable passage in the plane of the strip as well as in any orthogonal plane, as in the case of wires. This is because it is more difficult to guide the strip using a drive roll, i.e. the strip always changes its position by a certain amount. As far as the strip is concerned, it is not absolutely flat and has a certain amount of curvature. In addition, the butt weld joint of the two strips increases the thickness. Also, it should not be ignored that the strip guide pulleys are separated by about 3 to 4 m between the lower side and the upper side. As soon as a portion of the strip touches one wall of the lower entrance opening, its surface prevents uniform deposition of metal. It is therefore necessary to increase the space between the strip and the strip entrance opening both in width and length of the opening. Strips are generally thin, less than 1 mm thick, 0. 5 mm or even less. This means the following. That is, the edge surface of the strip depends on its surface area, but as the strip moves upwards, it produces the least pulling force on the molten metal, and therefore the edge surface of the strip also has the largest volume of liquid: It is part of the strip facing the entire liquid metal between the edge of the vapor edge and the edge at the required clearance between the edge of the rectangular opening. In fact, if this edge face is, for example, 0.3 mm wide, the width of the opening will be between 0.7 and about 20 mm, ie 2-7 times the width of the edge face, and The distance between the edge surface and the small edge is 2 to 4 mm, which makes it difficult to solve the problem of leakage. In the coating of the strip, there is also a problem with the supply of the liquid layer through which the strip passes. In the case of wire, a circular space is formed and fed through an opening on the side. In the case of a strip, the space is divided into two parts by the strip, and the feed rate is substantially uniform in each of the two parts, so that the pressure head of the molten metal on either side of the plane is the same height. Need to be secured. Finally, uniform heating of the strip is more complicated than heating the wire. This is why this coating technique essentially stays on the wire and, when applied to a strip, only on one side, i.e., in the latter case, avoids the aforementioned problems of leakage even at the strip edge. Because it was done. It is an object of the present invention to provide a solution in which the application of this method can be extended to flat strips. Accordingly, the gist of the present invention is a method of coating a metal strip with a metal or alloy having a lower melting point or liquidus point than the material from which the strip is formed, as claimed in claim 1. One of the essential advantages of this method is that the liquid metal layer in contact with the strip only has a very small volume, such as 200 cl / meter. Thus, the coating on the strip stops as soon as the supply of liquid metal layer through which the strip passes is stopped. This increases the applicability and involves removal of large amounts of metal from the equipment when the equipment is shut down, as would occur in the prior art where the strip was immersed in a bath containing large amounts of metal. The change of the metal coating or strip is possible without. Another advantage of the method according to the invention is that depending on the operating conditions, with a thickness of 10 to 20 μm, it is possible to obtain thin uniform coatings. Other particular features and advantages of the present invention will become apparent from the accompanying drawings, which schematically illustrate the manner of carrying out the methods forming the subject matter of the present invention, and the following description, which describes an example installation. FIG. 1 is a plan view showing the entire embodiment in a cross section. FIG. 2 is a detailed view of a section taken along line II-II of FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram. FIG. 5 is a partial cross-sectional view of an alternative embodiment similar to FIG. The equipment shown in FIG. 1 comprises a crucible 1 surrounded by a copper tube 2, which is cooled by water flowing through the copper tube and connected to a high-frequency power supply for induction heating (not shown). You. The crucible is provided with a piston 3 for adjusting the metal level by pushing the piston somewhat deeper into the liquid metal. The graphite nozzle 4 forms two parts 4 a, 4 b connected to one another by screws 5 and is fixed by screws 6 facing the wall of the crucible 1. The crucible has two supply channels 7a, 7b (FIG. 2), each of which communicates with a channel 8a, 8b of each part 4a, 4b of the nozzle 4. As shown in FIG. 2, each channel 8a, 8b opens into an internal space 10 of a parallelepiped formed between the parts 4a, 4b of the nozzle 4. This space communicates with the outside via two vertically arranged rectangular openings 11 and 12, which are covered so that they can pass through the tape 13. . The tape divides the internal space 10 into two parts, and the supply to each of the two halves is performed via channels 8a and 8b. Each of the lower opening 11, and preferably the upper opening 12, is formed by two inserts 14a, 14b and 15a, 15b arranged on opposite sides of the plane of the tape 13. These inserts 14a, 14b, 15a, 15b have a rectangular cross section and are held in a housing formed at the bottom and top of the internal space 10. They are manufactured using a material that cannot be wetted by the Zn-Al alloy, preferably Mo. Some tests on inserts made of Si 3 N 4 have shown acceptable results, but not as good with respect to leakage through the lower opening 11 of the nozzle. Due to the presence of the inserts 14a, 14b forming the lower opening 11, the insert can be inserted into the space between the wall of this opening and the tape 13, in particular, between the edge of the tape 13 and the edge of the opening. A large increase in the lateral space between them, so that a maximum amount of liquid metal can be present for a minimum surface area of the tape without causing liquid leakage at the site of this increased space . This space can be 2-4 mm in size and the tape can move slightly without touching the edge of the opening and in its plane. Each part 4a, 4b of the nozzle constitutes two annular housings for accommodating the heating bodies 16a, 16b and 17a, 17b, respectively, for holding the metal liquid inside the nozzle 4. Below the nozzle 4, the tape 13 passes through a tubular pipe 18 which supplies a reducing gas N 2 + H 2 by means of a pipe 21. The flat portion 18a of the tubular pipe is connected to a second high frequency power supply (not shown) that preheats the tape 13 by induction heating and is surrounded by a copper tube 20 (FIG. 1) whose inside is cooled by water. The coating device is located for pickling the strip and upstream of the tubular pipe 18. It is assumed that the unillustrated part, that is, this part is of an integrated equipment that this type of coating method normally has. All tests were performed using an annealed mild steel strip St2 having a width of 30 mm and a thickness of 0.3 mm. Each strip was supplied by Kaltband AG (CH) and pre-treated in an electrolytic degreasing bath (Alkaline bath: Diversy Dustel S27, concentration 60 g / l, temperature 80 ° C.), the bath comprising an external metal roll and an internal It comprises stainless steel plates, each used for contact and as anode, and the tape is provided with cathodic potential. The total current was initially fixed at 15 A (0.96 A / dm 2 ) and the time to contact the tape in the bath was initially fixed at 5 seconds. Teflon spacers were used to avoid contact between the tape and the stainless steel anode. Thereafter, the tape was immersed in tap water and then in deionized water at 80 ° C. and finally dried with pre-degreased warm air. The tape preparation process was performed in the horizontal direction. The next step after this step, the preheating, heating and cooling of the tape, takes place in the machine direction, its height needs to be about 3-4 m, and the tape exits the nozzle 4 to solidify the coating. Later, 1.5 m was required at a speed of 10-30 m / min. Through the preheating step, the tape 13 is held in the pipe 18-18a, and before the tape is fed from the crucible 1 to the space 10 where the liquid of metal or alloy is supplied, the pipe is applied with 1.51 / 1.5 mmHg pressure. Gas [N 2 (50) + 10% H 2 (45)] was supplied at a flow rate of min. The test was performed on a zinc alloy containing pure zinc (99.998) and 0.15% by weight aluminum (purity 99.98). The HF power supply used to preheat the tape was an EMA HG 255 type with a frequency of 375 kHz and a maximum output of 25 kVA. The HF power supply used for induction heating of the crucible was a PlusTherm-IG113W5 type having a frequency of 700 kHz and a maximum output of 10.9 kVA-5 kW. The test was performed with various lower inserts 14a, 14b and with or without upper inserts 15a, 15b. The purpose of the lower insert is to give the tape 13 a sufficiently large opening without touching the wall of the opening. In particular, the upper inserts 15a, 15b are intended to reduce the thickness of the coating to an appreciable extent. Other functions of these upper inserts will be described later. The tape 13 has a 0.3 × mm cross section and two types of inserts 14a, 14b are used to form the lower opening, ie one insert has an opening length 1 of 32 mm. And the other has an opening length 1 of 34 mm. The width d of this same opening has 0.66, 1.2, 1.55 and 1.7 mm, and 0. It varied from 4 to 2 mm. The height h of these inserts was 2-4 mm. As far as the upper insert is concerned, some were made of graphite with a width d of 0.8 mm, the other was made of Mo with a width d of 0.4 mm, the latter being used to reduce the coating thickness. . As can be seen, the width d of the upper opening formed with a molybdenum insert intended to limit the thickness of the coating is generally smaller than the width of the lower insert. 5 times or less, ie 0.4 for 2 mm. The parallelepiped space 10 formed between the two lower and upper openings has the following length, width, and height dimensions. That is, they are 32 mm × 4 mm × 19 mm, 32 mm × 4 mm × 17 mm, 34 mm × 3 mm × 19 mm, 34 mm × 3 mm × 15 mm and 32 mm × 4 mm × 19 mm. The supply channels 8a, 8b are 1 mm × 32 mm, 0.8 mm × 34 mm and 1. It has a cross section of 5 mm x 34 mm. Cooling is easily achieved by fan blowing air over a distance of 1.5 m. This cooling was found to be sufficient for a coating speed of 40 m / min. The test is carried out between 390 ° C and 470 ° C, but the preheating of the tape is preferably around 410 ° C, while the temperature of the molten alloy is generally around 510 ° C. The tensile force of the tape along the coated longitudinal section was 12N or 60N. The process speed of the strip is between 10 m / min and 40 m / min. As already mentioned, the coating thickness varies substantially depending on the presence or absence of the upper inserts 15a, 15b. The minimum thickness achieved under these conditions was 12 μm, and without insert, this minimum thickness was 20 μm. Factors that affect the thickness of the coating at a given level in the absence of the insert and in the space 10 are the temperature at which the tape is preheated and the speed at which the tape proceeds. If an upper insert is present, the thickness of the coating depends on the preheating temperature of the tape and the space between the tape and the insert. No appreciable effect was observed with respect to both the temperature of the molten metal or the coating alloy. Also, the presence of the upper insert made of Mo makes it possible to make the thickness of the coating uniform and to prevent the coarse solidification structure which occurs especially when the temperature of the molten metal or alloy is high. Was observed. The measured maximum thickness of the coating was about 80 μm. In order to start and continue the coating process, a certain amount of liquid metal in the parallelepiped-shaped space 10 is required, and this amount is 8 to 15 mm in the case of a coating nozzle described later, and the liquid level of 15 mm Applies only when the height of the space 10 is 19 mm. The nozzle was found to be stable at high tape speeds or when the tape was preheated to a lower temperature. It is believed that the preheating temperature is advantageously slightly lower than the bath temperature in order to stabilize the liquid metal meniscus on the tape. Also, the presence of the upper insert made of Mo in addition to the lower insert improves nozzle stability. Despite the absence of zinc wetting, the inserts made of Si 3 N 4 and graphite have a low holding capacity and it is not clear why this will happen. With the Mo insert, good results were obtained for a 0.3 mm tape thickness with a low opening width of 2 mm or less. No effect of metal leakage was observed at bath temperatures between 460 ° C and 512 ° C. The table of FIG. 4 shows the influence of the dimension e (FIG. 3) corresponding to the horizontal surface of the lower molybdenum insert on the leakage of the molten metal as a factor of the bath head height h in the insert space 10. Two curves are shown in this table, one for the total space of the strip and the width of the lower opening 11 corresponding to 1.2 mm, the other for the space of 2 mm. These curves represent the limit at which the metal leaks out without a strip for a 34 mm long opening 11. In both cases, the head height of the molten metal in the space 10 can increase as the value of e increases. This increase in head is initially large and then small. This head height is almost flat and constant when the total space of e is 1.2 mm or more and 2 mm. It can be changed from about 0.5 to 2.5 mm, but it can be seen that setting it to about 1 mm or more in all cases is good for the width e. Increasing the strip speed reduces the risk of molten metal leakage. Working under difficult conditions, in other words a preheating temperature of about 470 ° C. when the speed is faster than 30 m / min, a total thickness of 2 mm between the strip thickness and the edge of the opening 11. Sometimes no leakage was observed. At a preheating temperature of about 470 ° C. or less and a total space of 2 mm between the strip thickness and the opening 11, no leakage was observed, regardless of the speed. Traditionally, discussion has focused on flat strips or tapes. However, this method is applicable to elongated tapes, regardless of whether the profile is of constant thickness or of a shape profile. FIG. 5 illustrates the U-shaped tape 13. In this case, the insert has a cut 22 which allows the parallel branch profile 13 'to pass. Alternatively, the strip is preheated by means other than induction heating. That is, heating can be performed by passing through a molten metal bath that does not react with the strip metal. In the case of steel strip, for example, bismuth or silver can be used as the preheating bath. The preheating temperature greatly affects the appearance of the coating. With respect to the Zn alloy containing 1.5 wt% of Al, when the preheating temperature of the tape 13 was lower than 400 ° C., the coating did not adhere sufficiently and many small holes were observed in the coating. Above 430 ° C., small wrinkles were observed. At a temperature between these two points, the coating was smooth. To examine the microstructure of the coating, CrO 2, Na 2 SO 4 , H 2 O, was etched with a solution of. Coarse crystals were observed, and at the magnifications used (160 × and 400 ×), no intermetallic compounds or voids or adhesion defects were observed at the steel / zinc interface. Samples made using the foregoing examples were subjected to the adhesion test by bending (1 mm radius). With a tape that was not oxidized, preheated to> 400 ° C., and with a coating thickness not exceeding 80 μm, all coatings made under the above cleaning conditions and under manufacturing conditions showed excellent adhesion. Although laboratory tests were performed using tape, the method is performed on an industrial scale on strips that are 1 meter or more wide without changing the factors established for tape for wider strips. The purpose is to:
【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項
【提出日】１９９７年４月２９日
【補正内容】
ノズルの各部分４ａ、４ｂは、ノズル４内部の金属液体を保持するために、加
熱本体１６ａ、１６ｂ及び１７ａ、１７ｂをそれぞれ収容するための二つの環状
のハウジングを構成する。
ノズル４の下方ではテープ１３は、パイプ２１によって還元ガスＮ2＋Ｈ2を供
給する管状パイプ１８を通過する。管状パイプの偏平部分１８ａは、誘導加熱に
よってテープ１３を予熱する第２の高周波電源（図示せず）に接続され、かつ、
水で内部が冷却される銅管２０（図１）によって取り囲まれる。
被膜装置は、テープの酸洗いするため、かつ管状パイプ１８の上流に位置する
。図示しない部分、即ちこの部分は、この種の被膜方法が通常有している一体型
設備のものであるとする。
全ての試験は、幅３０ｍｍ及び厚さ０．３ｍｍの焼鈍軟鋼ストリップＳｔ２を
用いて行った。各々のテープは、Ｋａｌｔｂａｎｄ ＡＧ （ＣＨ）によって供
給され、電解脱脂浴（アルカリ浴：Ｄｉｖｅｒｓｅｙ Ｄｕｓｔｅｌ Ｓ２７、
濃度６０ｇ／ｌ、温度８０℃）中で予め処理され、この浴は、外部金属ロール及
び内部ステンレス鋼板を備え、それぞれは接触用としてかつ陽極として使用され
、テープには陰極電位が与えられる。
全電流は初期に１５Ａ（０．９６Ａ／ｄｍ2）に固定され、浴中でテープに接
触する時間は最初は５秒間に固定された。テフロン（登録商標）スペーサーが、
テープとステンレス鋼陽極との接触を避けるために使用された。
その後、テープは水道水、次に８０℃の脱イオン水に浸漬され、予め脱脂され
た温風で最終的に乾燥された。テープ準備工程は水平方向にして行われた。この
工程の次の工程、即ち、テープの予備加熱、加熱及び冷却は縦方向に行われ、そ
の高さは約３〜４ｍ必要であり、被膜を凝固するために、ストリップがノズル４
を出たあとで
、１０〜３０ｍ／ｍｉｎの速度で１．５ｍが必要であった。
予備加熱段階を通じてストリップ１３は、パイプ１８−１８ａ内に保持され、
坩堝１から金属または合金の液体が供給される空間１０にテープが送り込まれる
以前に、パイプには２．６６ｋＰａ（２０ｍｍＨｇ）の圧力で１．５１／ｍｉｎ
の流速でガス〔Ｎ2（５０）＋１０％Ｈ2（４５）〕が供給された。試験は純亜鉛
（９９．９９８）及び重量で０．１５％のアルミニウム（純度９９．９８）を含
有する亜鉛合金で実施した。
テープを予備加熱するに使用したＨＦ電源は、周波数３７５ｋＨｚで最大出力
２５ｋＶＡのＥＭＡ ＨＧ ２５５型であった。
坩堝を誘導加熱するに使用したＨＦ電源は、周波数７００ｋＨｚで最大出力１
０．９ｋＶＡ−５ｋＷのＰｌｕｓＴｈｅｒｍ−ＩＧ１１３Ｗ５型であった。
試験は、種々の下側インサート１４ａ、１４ｂを備え、かつ上側インサート１
５ａ、１５ｂを備えるかまたは備えずに実施した。下側インサートの目的は、開
口部の壁に接触することなく、テープ１３に十分大きな開口部を与えることであ
る。特に、上側インサート１５ａ、１５ｂは、被膜厚さを評価しうる程度に減少
させることを意図したものである。これらの上側インサートのその他の機能は後
述する。
テープ１３は０．３×ｍｍの断面であり、二つの型のインサート１４ａ、１４
ｂが、下側開口部を形成するため使用され、すなわち、一つのインサートは３２
ｍｍの開口部長さ１を有し、且つもう一つは開口部長さ１が３４ｍｍである。こ
の同じ開口部の幅ｄは、０．６６、１．２、１．５５及び１．７ｍｍを有し、０
．４から２ｍｍまで変化した。これらのインサートの高さｈは、２〜４ｍｍであ
った。上側インサートに関するかぎりは、あるものは、幅ｄが０．
８ｍｍのグラファイトで作られ、もう一方は幅ｄが０．４ｍｍのＭｏで作られ、
後者は被膜厚さを減少するために使用された。
明らかなように、被膜の厚さを制限することを意図するモリブデンインサート
で形成された上側開口部の幅ｄは、一般的に下側開口部の幅より小さい。５倍以
下であり、すなわち２ｍｍに対して０．４である。[Procedural Amendment] Patent Law Article 184-8, Paragraph 1 [Date of Submission] April 29, 1997 [Contents of Amendment] Each part 4a, 4b of the nozzle is used to hold the metal liquid inside the nozzle 4. It forms two annular housings for accommodating the heating bodies 16a, 16b and 17a, 17b respectively. Below the nozzle 4, the tape 13 passes through a tubular pipe 18 which supplies a reducing gas N 2 + H 2 by means of a pipe 21. The flat portion 18a of the tubular pipe is connected to a second high frequency power supply (not shown) that preheats the tape 13 by induction heating and is surrounded by a copper tube 20 (FIG. 1) whose inside is cooled by water. The coating device is located for pickling the tape and upstream of the tubular pipe 18. It is assumed that the unillustrated part, that is, this part is of an integrated equipment that this type of coating method normally has. All tests were performed using an annealed mild steel strip St2 having a width of 30 mm and a thickness of 0.3 mm. Each tape was supplied by Kaltband AG (CH) and was pre-treated in an electrolytic degreasing bath (Alkaline bath: Diversy Dustel S27, concentration 60 g / l, temperature 80 ° C.), the bath comprising an external metal roll and an internal stainless steel. Steel plates are provided, each used for contact and as anode, and the tape is provided with cathodic potential. The total current was initially fixed at 15 A (0.96 A / dm 2 ) and the time to contact the tape in the bath was initially fixed at 5 seconds. Teflon spacers were used to avoid contact between the tape and the stainless steel anode. Thereafter, the tape was immersed in tap water and then in deionized water at 80 ° C. and finally dried with pre-degreased warm air. The tape preparation process was performed in the horizontal direction. The next step after this step, the preheating, heating and cooling of the tape, is performed in the machine direction, its height needs to be about 3-4 m, and the strip leaves the nozzle 4 to solidify the coating. Later, 1.5 m was required at a speed of 10-30 m / min. Through the preheating stage, the strip 13 is held in the pipes 18-18a and before the tape is fed from the crucible 1 into the space 10 where the liquid of metal or alloy is supplied, the pipe has a pressure of 2.66 kPa (20 mmHg). The gas [N 2 (50) + 10% H 2 (45)] was supplied at a flow rate of 1.51 / min. The test was performed on a zinc alloy containing pure zinc (99.998) and 0.15% by weight aluminum (purity 99.98). The HF power supply used to preheat the tape was an EMA HG 255 type with a frequency of 375 kHz and a maximum output of 25 kVA. The HF power supply used for induction heating of the crucible was a PlusTherm-IG113W5 type having a frequency of 700 kHz and a maximum output of 10.9 kVA-5 kW. The test was performed with various lower inserts 14a, 14b and with or without upper inserts 15a, 15b. The purpose of the lower insert is to give the tape 13 a sufficiently large opening without touching the wall of the opening. In particular, the upper inserts 15a, 15b are intended to reduce the thickness of the coating to an appreciable extent. Other functions of these upper inserts will be described later. The tape 13 has a 0.3 × mm cross section and two types of inserts 14a, 14b are used to form the lower opening, ie one insert has an opening length 1 of 32 mm. And the other has an opening length 1 of 34 mm. The width d of this same opening has 0.66, 1.2, 1.55 and 1.7 mm, and 0. It varied from 4 to 2 mm. The height h of these inserts was 2-4 mm. As far as the upper insert is concerned, some have a width d of .0. The other was made of Mo with a width d of 0.4 mm, the latter being used to reduce the coating thickness. As can be seen, the width d of the upper opening formed with a molybdenum insert intended to limit the thickness of the coating is generally smaller than the width of the lower opening. 5 times or less, that is, 0.4 for 2 mm.