説明

めっき金属帯の製造装置及びその製造方法

【課題】金属帯を高速移動させてめっきを施す場合でも、従来と同等の品質を維持可能なめっき金属帯の製造装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】溶融金属のめっき浴11を保持するめっき槽12と、めっき槽12内に設けられ、めっき浴11中に進入した金属帯14を方向転換させるシンクロール13と、この金属帯14を支持する浴中支持ロール15と、めっき槽12の上方に配置され、金属帯14の表裏に付着した溶融金属のめっき付着量を調整する気体吹付け手段16、17と、その下位置に配置された対となる溶融金属絞りロール18、19とを有するめっき金属帯の製造装置10及びその製造方法であり、めっき浴11中に完全に浸漬させて配置した溶融金属絞りロール18、19により、金属帯14を気体吹付け手段16、17へ搬送する前に、金属帯14の表裏に付着して持ち上がる過剰な溶融金属を除去する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、連続搬送される金属帯をめっき浴中に浸漬させてめっきを施すめっき金属帯の製造装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
溶融金属のめっき浴中に、鋼帯(金属帯)を連続的に浸漬させて溶融金属めっきを行うに際し、浸漬後の鋼帯の未凝固めっき面にガスを吹付けてめっき層の厚みを調整する、いわゆるガスワイピングが行われている。
この場合、鋼帯の移動速度(以下、ラインスピードともいう)が増加するに伴い、めっき浴から鋼帯に随伴して持ち上がる溶融金属の量も増大するが、製品のめっき付着量を一定にする必要があるため、鋼帯の表面から払拭すべき溶融金属の量が急激に増大する。このため、ガス吹付けによる厚み制御では、ラインスピードの増加に伴い、噴射すべきガス量を増大させて、めっき厚みが一定になるように調整しなければならない。
【0003】
しかし、噴射するガス量が増大すると、それに伴い、鋼帯上から溶融金属がスプラッシュとなって飛散し、またガスがめっき浴面をたたいてめっき浴面からもスプラッシュが発生する。スプラッシュが発生すると、作業環境の汚染やガス吹付けを行うノズルの詰まり、更にはめっき金属の酸化による消耗などの問題を引き起こす。このため、従来のガスワイピングにおいては、ラインスピードが制限されていた(例えば、150m/分程度)。
そこで、例えば、特許文献1のように、一対のロールの一部が、溶融金属めっき浴面に接する範囲内、即ちロールをめっき浴中に完全に浸漬させない位置になるように配置する方法が提案されていた。これにより、鋼帯に随伴して持ち上がる溶融金属量を低減することができ、その結果、スプラッシュの発生を防止して、鋼帯の破断を招くことなくラインスピードを増加できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特公昭57−33338号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、ロールの一部がめっき浴面より上方に配置されると、ロールと鋼帯との間に、ガスワイピングによって吹き落とされたドロス(酸化金属)が溜まり、これが鋼板に再付着して、表面品質を悪化させる恐れがある。
また、ロールと鋼帯の間への溶融金属の供給が、ロールの軸心方向(幅方向)両側からのみとなる。このため、ラインスピードが高速になると、消費される(鋼帯に付着する)溶融金属量も多くなるので、めっきに必要な溶融金属を、鋼帯の幅方向にわたって(鋼帯の幅方向中央部まで)十分に供給することができない。その結果、鋼帯による溶融金属の持ち上げ量が、鋼帯の幅方向で不均一になり(鋼帯の両側の溶融金属の持ち上げ量が中央部より多くなる)、表面品質を悪化させる恐れがある。
【0006】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、金属帯を高速移動させてめっきを施す場合でも、従来と同等の品質を維持可能なめっき金属帯の製造装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記目的に沿う第1の発明に係るめっき金属帯の製造装置は、溶融金属のめっき浴を保持するめっき槽と、該めっき槽内に設けられ、前記めっき浴中に進入した金属帯を方向転換させるシンクロールと、方向転換した前記金属帯を支持する浴中支持ロールと、前記めっき槽の上方に配置され、前記金属帯の表裏に付着した溶融金属のめっき付着量を調整する気体吹付け手段と、該気体吹付け手段の下位置に配置され、前記金属帯の両面に付着して持ち上がる過剰な溶融金属を除去する対となる溶融金属絞りロールとを有するめっき金属帯の製造装置において、
前記対となる溶融金属絞りロールを前記めっき浴中に回転可能に完全に浸漬配置した。
【0008】
第1の発明に係るめっき金属帯の製造装置において、前記めっき槽には、めっき槽本体の他に、該めっき槽本体の上部に、前記金属帯が下方から通過する開口部を有し、前記めっき槽本体から溶融金属を供給して前記めっき浴の浴面を部分的に上昇させた部分めっき槽を備え、該部分めっき槽に前記溶融金属絞りロールを配置するのが好ましい。
また、第1の発明に係るめっき金属帯の製造装置において、前記各溶融金属絞りロールには、該溶融金属絞りロールの深さ位置を調整する位置決め手段が設けられ、前記めっき浴の浴面レベルを測定するレベル計からの測定値に基づいて前記位置決め手段を駆動させてもよい。
【0009】
第1の発明に係るめっき金属帯の製造装置において、前記各溶融金属絞りロールは、該溶融金属絞りロールの上端位置から前記めっき浴の静止状態の浴面までの距離を10mm以上とすることが好ましい。
また、第1の発明に係るめっき金属帯の製造装置において、前記各溶融金属絞りロールは、該溶融金属絞りロールの軸心位置から前記めっき浴の静止状態の浴面までの距離を150mm以下とすることが好ましい。
そして、第1の発明に係るめっき金属帯の製造装置において、前記各溶融金属絞りロールと前記金属帯とは溶融金属の液膜を介して接触することが好ましい。
【0010】
第1の発明に係るめっき金属帯の製造装置において、前記溶融金属絞りロールの少なくとも一方には、該溶融金属絞りロールと前記金属帯との間隔を調整する間隙調整手段を設けてもよい。
また、第1の発明に係るめっき金属帯の製造装置において、前記溶融金属絞りロールの双方は、回転駆動され、しかもその回転速度は調整可能にすることもできる。
そして、第1の発明に係るめっき金属帯の製造装置において、前記対となる溶融金属絞りロールの軸心位置を上下方向にずらしてもよい。
ここで、第1の発明に係るめっき金属帯の製造装置において、前記対となる溶融金属絞りロールの軸心位置の上下方向の間隔は10mm以上であることが好ましい。
【0011】
前記目的に沿う第2の発明に係るめっき金属帯の製造方法は、連続搬送される金属帯を、めっき槽内の溶融金属のめっき浴中に浸漬させた後、該めっき浴中から引き上げ、前記金属帯に付着した溶融金属のめっき付着量を、気体吹付け手段により調整するめっき金属帯の製造方法において、
前記金属帯を中央として対向させ、前記めっき浴中に完全に浸漬させて配置した対となる溶融金属絞りロールにより、前記金属帯を前記気体吹付け手段へ搬送する前に、前記金属帯の表裏に付着して持ち上がる過剰な溶融金属を除去する。
【0012】
第2の発明に係るめっき金属帯の製造方法において、前記めっき槽は、めっき槽本体と、該めっき槽本体のめっき浴の浴面を部分的に上昇させた部分めっき槽とを有し、前記溶融金属絞りロールは前記部分めっき槽に浸漬配置されていることが好ましい。
【0013】
第2の発明に係るめっき金属帯の製造方法において、前記各溶融金属絞りロールは、該溶融金属絞りロールの軸心位置から前記めっき浴の静止状態の浴面までの距離を150mm以下、かつ前記各溶融金属絞りロールの上端位置から前記めっき浴の静止状態の浴面までの距離を10mm以上とする深さ位置に配置されていることが好ましい。
更に、第2の発明に係るめっき金属帯の製造方法において、前記各溶融金属絞りロールの表面と前記金属帯の表面とを溶融金属の液膜を介して接触させていることが好ましい。
【発明の効果】
【0014】
本発明に係るめっき金属帯の製造装置及びその製造方法は、対となる溶融金属絞りロールを、めっき浴中に回転可能に完全に浸漬配置するので、溶融金属は、溶融金属絞りロールの軸方向及びこれに直交する方向のあらゆる方向から、溶融金属絞りロールと金属帯の間に供給される。
これにより、気体吹付け手段により吹き落とされたドロスが、溶融金属絞りロールと金属帯の間に溜まることを抑制、更には防止できる。また、金属帯の移動速度を、従来より速くしても、めっきに必要な溶融金属を、鋼帯の幅方向にわたって十分に供給できるため、金属帯による溶融金属の持ち上げ量を、鋼帯の幅方向で均一にできる。
従って、金属帯を高速移動させてめっきを施す場合でも、従来と同等の品質を維持可能なめっき金属帯を製造できる。
【0015】
また、めっき槽が、めっき槽本体と、溶融金属絞りロールが配置された部分めっき槽とを備える場合、部分めっき槽は、めっき槽本体から溶融金属が供給され、めっき浴の浴面を部分的に上昇させているため、例えば、めっき操業によりめっき槽本体内の溶融金属の量(浴面レベル)が変動しても、部分めっき槽内のめっき浴の浴面レベルは変動しない。
従って、常に一定の条件で、金属帯にめっきを施すことができるため、安定した品質のめっき金属帯を製造できる。
【0016】
そして、各溶融金属絞りロールに、その深さ位置を調整する位置決め手段を設けた場合、例えば、めっき操業によりめっき槽内の溶融金属の量が変動しても、各溶融金属絞りロールの深さ位置を、簡単な構成で、レベル計からの測定値に基づいて一定に維持できる。
【0017】
また、各溶融金属絞りロールの深さ位置を、その上端位置で規定する場合、金属帯を高速移動させる際に、溶融金属絞りロールの上方に存在する溶融金属の量を十分にできるので、金属帯による溶融金属の持ち上げ量を、鋼帯の幅方向で更に均一にできる。
そして、各溶融金属絞りロールの深さ位置を、その軸心位置で規定する場合、金属帯を高速移動させる際に、金属帯に付着して持ち上げられる溶融金属の量の増加を抑制できるため、金属帯の端部で生ずるスプラッシュや、金属帯の表面で生ずるドロスの量の増加を抑制、更には防止できる。
更に、各溶融金属絞りロールと金属帯とを溶融金属の液膜を介して接触させている場合、各溶融金属絞りロールに搬送されるまでに付着しようとする溶融金属の大部分が、各溶融金属絞りロールで除去される。
【0018】
また、溶融金属絞りロールに、金属帯との間隔を調整する間隙調整手段を設けた場合、例えば、金属帯に設けられた溶接点の通過(金属帯の厚み増加)時に、両溶融金属絞りロールの間隔を拡げることができる。これにより、溶融金属絞りロールへの疵入りを防止できると共に、金属帯の破断や損傷を減少でき、製品品質の更なる向上が図れる。
そして、溶融金属絞りロールの回転速度が調整可能である場合、例えば、金属帯と溶融金属絞りロールとのスリップを抑制でき、金属帯への疵の発生を抑制、更には防止できる。
更に、対となる溶融金属絞りロールの軸心位置を上下方向にずらす場合、両溶融金属絞りロールの間に隙間を設けることができる。これにより、例えば、異物の噛み込みによる溶融金属絞りロールへの疵入りが防止されると共に、溶接点の通過による金属帯の破断や損傷を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るめっき金属帯の製造装置の説明図である。
【図2】(A)は同めっき金属帯の製造装置の溶融金属絞りロールの部分拡大図、(B)は第1の変形例に係る溶融金属絞りロールの部分拡大図である。
【図3】(A)、(B)はそれぞれ第2、第3の変形例に係る溶融金属絞りロールの部分拡大図である。
【図4】(A)、(B)はそれぞれ第4、第5の変形例に係る溶融金属絞りロールの部分拡大図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係るめっき金属帯の製造装置の溶融金属絞りロールの説明図である。
【図6】(A)は本発明の第3の実施の形態に係るめっき金属帯の製造装置の説明図、(B)は同めっき金属帯の製造装置の部分めっき槽の部分拡大図である。
【図7】本発明の第4の実施の形態に係るめっき金属帯の製造装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図1、図2(A)に示すように、本発明の第1の実施の形態に係るめっき金属帯の製造装置(以下、単に製造装置ともいう)10は、溶融金属のめっき浴11を保持するめっき槽12と、めっき槽12内に設けられたシンクロール13と、鋼帯(金属帯の一例)14を支持する浴中支持ロール15と、めっき槽12の上方に配置されたガスワイピングノズル(気体吹付け手段の一例)16、17と、ガスワイピングノズル16、17の下位置に配置された対となる溶融金属絞りロール(以下、単に絞りロールともいう)18、19とを有する装置であり、この溶融金属絞りロール18、19をめっき浴11中に回転可能に完全に浸漬配置したものである。以下、詳しく説明する。
【0021】
めっき槽12は、上部が開放した容器である。このめっき槽12に貯留される溶融金属には、例えば、亜鉛やアルミニウム及びこれらの合金がある。
このめっき槽12内の底部には、シンクロール13が、軸受け(図示しない)により回転可能に設けられている。これにより、めっき槽12の斜め上方から連続搬送される鋼帯14をめっき浴11中に浸漬(進入)させた後、上方へ方向転換させている。
シンクロール13の上方であって、鋼帯14の引き上げ方向には、シンクロール13で方向転換した鋼帯14に接触して回転可能な一対又は一本の浴中支持ロール15が設けられている。これにより、鋼帯14を支持すると共に、その反りを矯正している。
【0022】
めっき槽12の上方には、ガスワイピングノズル16、17が、めっき浴11から引き上げられた鋼帯14の表面とは間隔を有し、しかも鋼帯14の幅方向にわたって対向配置されている。これにより、鋼帯14の幅方向にわたってガス(例えば、空気、窒素、又は不活性ガス)を吹付け、鋼帯14の表面(表裏)に付着して持ち上がった溶融金属を除去して、そのめっき付着量を調整している。
浴中支持ロール15と各ガスワイピングノズル16、17の間であって、めっき槽12のめっき浴11中の浴面20側には、絞りロール18、19を、鋼帯14を中央として対向させて、完全に浸漬配置している。これにより、鋼帯14の両面に付着する過剰な溶融金属を除去できるので、鋼帯14に付着して持ち上げられる溶融金属の量の増加を抑制できる。
【0023】
絞りロール18、19は、図1、図2(A)に示すように、同一直径(現状使用されている絞りロールの直径は、例えば、150〜300mm程度)のものである。なお、各絞りロール18、19は、支持フレームに設けられた軸受け(図示しない)により回転可能になっているが、更に絞りロールのいずれか一方又は双方の回転軸に減速機及び駆動モータを設けて、その回転速度を調整可能にすることもできる。
この各絞りロール18、19は、その軸心位置からめっき浴11の静止状態の浴面20までの距離H1を同一とした深さ位置としているため、各絞りロール18、19の上端位置からめっき浴11の静止状態の浴面20までの距離h1も同一となっている。
なお、各絞りロールには、図2(B)、図3(A)に示すように、直径の異なる2つの絞りロール18、21を使用することもできる。ここで、絞りロール21の直径は、絞りロール18より小さくしているが、逆でもよい。
【0024】
図2(B)では、各絞りロール18、21の軸心位置からめっき浴11の静止状態の浴面20までの距離H1を同一としているため、一方の絞りロール18の上端位置からめっき浴11の静止状態の浴面20までの距離h1と、他方の絞りロール21の上端位置からめっき浴11の静止状態の浴面20までの距離h2とが異なっている(距離h1より距離h2の方が長い)。
また、図3(A)では、各絞りロール18、21の上端位置からめっき浴11の静止状態の浴面20までの距離h1を同一としているため、一方の絞りロール18の軸心位置からめっき浴11の静止状態の浴面20までの距離H1と、他方の絞りロール21の軸心位置からめっき浴11の静止状態の浴面20までの距離H2とが異なっている(距離H1より距離H2の方が短い)。
【0025】
更に、図3(B)に示すように、絞りロールに、図1、図2(A)に示す各絞りロール18、19よりも直径が小さく、同一直径の絞りロール21、22を使用し、その深さ位置を変えることもできる。即ち、一方の絞りロール21の軸心位置からめっき浴11の静止状態の浴面20までの距離H2と、他方の絞りロール22の軸心位置からめっき浴11の静止状態の浴面20までの距離H3とを異ならせる(距離H2の方が距離H3より短い)。また、一方の絞りロール21の上端位置からめっき浴11の静止状態の浴面20までの距離h1と、他方の絞りロール22の上端位置からめっき浴11の静止状態の浴面20までの距離h3とを異ならせる(距離h1より距離h3の方が長い)。
【0026】
図1、図2(A)に示す各絞りロール18、19(絞りロール21、22も同様)は、めっき浴11中に完全に浸漬させた状態に配置すればよいが、i)各絞りロール18、19の軸心位置からめっき浴11の静止状態の浴面20までの距離H1を150mm以下(更に好ましくは140mm)の条件、ii)各絞りロール18、19の上端位置からめっき浴11の静止状態の浴面20までの距離h1を10mm以上(更に好ましくは20mm)の条件のうち、いずれか一方の条件、更には双方の条件を満足する深さ位置に配置することが好ましい。
ここで、距離H1が150mmを超える場合、めっき浴中への絞りロールの浸漬深さが深くなり、絞りロールの上方に存在する溶融金属の量が多くなるため、鋼帯を高速移動させる(高速搬送する)際に、スプラッシュやドロスの量が増加する恐れがある。
【0027】
また、距離h1が10mm未満の場合、絞りロールの上方に存在する溶融金属の量が少なくなるため、鋼帯を高速移動させる際に、鋼帯への溶融金属のめっき厚みを、鋼帯の幅方向にわたって均一にできない恐れがある。
なお、距離H1の下限値については規定していないが、前記した絞りロールの直径の下限値(150mm)と距離h1の下限値(10mm)を考慮すれば、図2(A)から85mm(=75mm+10mm)程度である。また、距離h1の上限値については、前記した絞りロールの直径の下限値(150mm)と距離H1の上限値(150mm)を考慮すれば、図2(A)から75mm(=150mm−75mm)程度である。
【0028】
なお、各絞りロール18、19(絞りロール21、22も同様)と、鋼帯14とは、溶融金属の液膜を介して接触していることが好ましい。
従って、液膜の厚み(絞りロールと鋼帯との間隔)S1、S2は、ゼロ(「0」)に近づくことが好ましい。
【0029】
ここで、図3(A)、(B)に示す各絞りロール18、21、22と鋼板14の表面とが接触した図を、それぞれ図4(A)、(B)に示す。
図4(A)に示すように、一方の絞りロール18の軸心位置の浴面20からの深さは距離H1であり、他方の絞りロール21の軸心位置の浴面20からの深さは距離H2であるため、各絞りロール18、21の深さ位置は異なっている。また、図4(B)に示すように、一方の絞りロール21の軸心位置の浴面20からの深さは距離H2であり、他方の絞りロール22の軸心位置の浴面20からの深さは距離H3であるため、各絞りロール21、22の深さ位置は異なっている。
【0030】
このように、対となる絞りロール18、21の軸心位置を上下(深さ)方向にずらすことで、両絞りロール18、21の間に隙間を設けることができ、また対となる絞りロール21、22の軸心位置を上下(深さ)方向にずらすことで、両絞りロール21、22の間に隙間を設けることができる。
これにより、各絞りロールを鋼帯の表面に接触するように配置しても、鋼帯が各絞りロールとは反対側の方向に、鋼帯が自由に動ける領域を確保できる。このため、例えば、異物の噛み込みによる絞りロールへの疵入りが防止されると共に、溶接点の通過による金属帯の破断や損傷を減少させることができる。
【0031】
なお、対となる絞りロール18、21の軸心位置の上下方向の間隔D1と、対となる絞りロール21、22の軸心位置の上下方向の間隔D2は、それぞれ10mm以上であることが好ましい。
ここで、間隔D1(間隔D2も同様)が10mm未満の場合、間隔が狭くなり、上下方向にずらすことによる効果が十分に得られなくなる恐れがある。このため、上限値については規定していないが、間隔D1が広過ぎると、各絞りロールの深さ位置にも影響を及ぼすため、現実的には20mm程度である。
【0032】
続いて、本発明の第1の実施の形態に係るめっき金属帯の製造方法について、図1を参照しながら説明する。
図1に示すように、めっき槽12の斜め上方から連続搬送される鋼帯14を、シンクロール13により、めっき槽12内のめっき浴11中に浸漬させた後、上方向へ方向転換させてめっき浴11中から引き上げる。なお、めっき処理する鋼帯14の厚みは、例えば、0.3〜2.5mm程度であり、鋼帯14の移動速度(ラインスピード又はライン速度ともいう)は、例えば、30〜250m/分程度である。
このとき、めっき浴11中に回転可能に完全に浸漬配置した絞りロール18、19により、鋼帯14に付着して持ち上がる過剰な溶融金属を除去する。
【0033】
この各絞りロール18、19の表面は、鋼帯14の表面と液膜を介して接触することで回転するが、駆動モータによりその回転速度を調整することが好ましい。なお、各絞りロール18、19の周速は、鋼帯14の移動速度と同等に調整できるが、鋼帯14の移動速度の例えば50〜90%程度、更には50〜70%程度(ここでは、60%程度)に調整するのがよい。
このように、各絞りロール18、19の周速を、鋼帯14の移動速度よりも遅めに調整することで、各絞りロール18、19と鋼帯14とのスリップによる鋼帯14への疵の発生を生じることなく、鋼帯14に付着する過剰な溶融金属の除去効果を高めることができる。
【0034】
そして、めっき浴11中から引き上げた鋼帯14に対し、各ガスワイピングノズル16、17から、鋼帯14の幅方向にわたってガスを吹付けることで、鋼帯14に付着した溶融金属のめっき付着量(製品のめっき付着量は、例えば、両面で40〜600g/m程度)を調整する。
これにより、鋼帯14を各ガスワイピングノズル16、17へ搬送する前に、各絞りロール18、19により、鋼帯14に付着して持ち上がる過剰な溶融金属を除去できる。従って、鋼帯14を高速移動させてめっきを施す場合でも、スプラッシュやドロスの量の増加を抑制、更には防止できると共に、鋼帯14の幅方向にわたって均一にめっきできるので、従来と同等の品質の製品を製造できる。特に、ラインスピードを180m/分以上、更には200m/分以上にした場合に、上記した効果が顕著になる。
【0035】
続いて、本発明の第2の実施の形態に係るめっき金属帯の製造装置について説明するが、前記した金属帯の製造装置10とは、絞りロール部分の構成のみが異なるため、この部分についてのみ説明する。
図5に示すように、絞りロール30(絞りロール18と同一直径で同じ深さ位置に配置)には、この絞りロール30と鋼帯との間隔を調整する間隙調整手段31が設けられている。この間隙調整手段31は、先部に、絞りロール30の回転軸32が回転可能に取付けられた逆L字状の支持フレーム33、34と、支持フレーム33、34の基部に取付けられたウォームジャッキ35、36と、ウォームジャッキ35、36を作動させる電動機37とを有している。
【0036】
なお、ここでは、一方側の絞りロールに、上記した間隙調整手段を設けた場合について説明したが、少なくとも一方の絞りロールに間隙調整手段を設ければよい。即ち、他方側(鋼帯を挟んで反対側)に配置された絞りロールに間隙調整手段を設けてもよく、更には、双方の絞りロールに間隙調整手段を設けてもよい。
これにより、電動機37を作動させることで、絞りロール30を前後方向(鋼帯に対して近づく又は離れる方向)に往復移動させ、鋼帯と絞りロール30との間隔を、前記した間隔S1、S2に調整できる。なお、間隔S1、S2の調整は、鋼帯のめっき開始前に、予め行っているが、鋼帯のめっき処理中に、鋼帯の厚みや表面状態に応じて、適宜行うこともできる。
【0037】
次に、本発明の第3の実施の形態に係るめっき金属帯の製造装置について説明するが、前記した金属帯の製造装置10と同一部材には同一の番号を付し、詳しい説明を省略する。
図6(A)、(B)に示すように、めっき槽40は、めっき槽本体41(めっき槽12と同一の構成)の他に、部分めっき槽(補助めっき槽)42を備えている。
部分めっき槽42は、その底部が、めっき槽本体41内のめっき浴43中に浸漬し、天井部が、めっき槽本体41内のめっき浴43の浴面44よりも上位置(めっき槽本体41内のめっき浴43が部分的に上昇)となるように、めっき槽本体41の上部に取付けられている。この部分めっき槽42は、その天井部が開放し、底部に鋼帯14が下方から通過する開口部45を有している。
このため、めっき槽本体41内と部分めっき槽42内とは、底部の開口部45により連通している。
【0038】
部分めっき槽42の内部には、対となる絞りロール18、19が、回転可能に配置されている。また、部分めっき槽42には、めっき槽本体41内の溶融金属を、天井部から部分めっき槽42内に供給するポンプ(液供給手段の一例)46が設けられている。
ここで、ポンプ46は、めっき槽本体41内の溶融金属を部分めっき槽42内に連続的に供給し、しかも部分めっき槽42に供給した溶融金属が、部分めっき槽42の天井部からオーバーフローするように供給している。即ち、部分めっき槽42への溶融金属の供給流量は、底部の開口部45を介して部分めっき槽42内からめっき槽本体41内へ移動する溶融金属の移動流量よりも多くしている。
【0039】
これにより、めっき操業によりめっき槽本体41内の溶融金属の量(浴面レベル)が変動しても、部分めっき槽42内のめっき浴47の浴面レベルは常に一定となる。従って、各絞りロール18、19の設置(浸漬)位置は、めっき槽本体41のめっき浴43の静止状態の浴面44の代わりに、部分めっき槽42の上端位置、即ちめっき浴47の静止状態の浴面48(図6(A)、(B)中では点線で図示)を基準として、前記した範囲で設定するのがよい。
これにより、めっき槽本体41のめっき浴43中に浸漬させた鋼帯14を、開口部45を介し、部分めっき槽42内を通過させて、部分めっき槽42の上方に引き上げることで、従来と同等以上の品質の製品を製造できる。
【0040】
本発明の第4の実施の形態に係るめっき金属帯の製造装置について説明するが、前記した金属帯の製造装置10と同一部材には同一の番号を付し、詳しい説明を省略する。
図7に示すように、各絞りロール18、19には、その深さ位置を調整する位置決め手段50が設けられている。
位置決め手段50は、めっき槽12のめっき浴11の浴面20の上方に配置された架台51を有している。この架台51には、先側がめっき浴11中に浸漬される支持フレーム52、53の基部が取付けられ、先部に各絞りロール18、19が、回転可能に取付けられている。
【0041】
架台51には、ウォームジャッキ54が取付けられ、電動機55でウォームジャッキ54を作動させることにより、架台51を上下動させる構成となっている。
また、めっき槽12内には、めっき浴11の浴面レベルを測定するレベル計56が設けられ、このレベル計56の測定値が制御手段57に入力されることで、この制御手段57からの信号により電動機55を作動させている。
これにより、めっき操業によりめっき槽12内の溶融金属の量が変動しても、各絞りロール18、19の深さ位置を、前記した範囲で一定に維持できる。
【0042】
なお、めっき操業時には、めっき槽12内のめっき浴11の浴面20が、例えば、±10mmの範囲で変動する。このときの現象について、絞りロールの軸心位置から浴面までの距離を150mmに、絞りロールの上端位置から浴面までの距離を10mmに、それぞれ設定した場合について説明する。
ここで、めっき浴の浴面が、初期位置より上方へ例えば10mm変動した場合、絞りロールの軸心位置から浴面までの距離が160mmとなり、浴面における鋼帯への溶融金属の付着量が増加する。このため、スプラッシュ及びドロスの発生が増加することになり好ましくない。
【0043】
一方、めっき浴の浴面が、初期位置より下方へ例えば10mm変動した場合、絞りロールの上端位置から浴面までの距離が0mmとなり、鋼帯の幅方向中央部への溶融金属の供給量が減少する。このため、鋼帯の幅方向における溶融金属の付着量のばらつきが大きくなり、好ましくない。
従って、めっき操業時には、めっき槽12内のめっき浴11の浴面20の変動に応じて、位置決め手段50を駆動させることで、従来と同等以上の品質の製品を製造できる。
【実施例】
【0044】
次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
ここでは、図1、図2(A)に示すめっき金属帯の製造装置10を使用し、ライン速度を変更した場合に、絞りロールが、スプラッシュ欠陥、ドロス欠陥、及び付着量分布に及ぼす影響を調査した結果について説明する。
なお、使用した鋼帯は、厚み:0.4〜0.7mm、幅:1200mmである。また、鋼帯のライン速度は、160〜240m/分の範囲で調整した。そして、めっきに使用する溶融金属には亜鉛を使用した。
この結果を、表1、表2にそれぞれ示す。
【0045】
【表1】

【0046】
【表2】

【0047】
表1、表2において、スプラッシュ欠陥とは、ガスワイピングノズルによる溶融金属のスプラッシュに起因した欠陥であり、ドロス欠陥とは、ガスワイピングによって吹き落とされた酸化金属に起因する欠陥であり、付着量分布とは、鋼帯の幅方向のめっき付着量の分布の均一性を、それぞれ意味する。
また、表1の条件1〜5は、絞りロールの浸漬位置を変更し、鋼帯と絞りロールとの間隔をゼロとした場合の結果であり、条件6は、図1に示す絞りロールが設置されていない装置を使用した場合の結果である。そして、表2は、絞りロールの浸漬位置を一定とし、鋼帯と絞りロールとの間隔を変更した場合の結果である。
【0048】
まず、絞りロールの有無による影響を検討した結果について説明する。
表1の条件1〜3に示すように、絞りロールをめっき浴中に浸漬させることで、ライン速度を160m/分から240m/分まで上昇させ、鋼帯を高速移動させても、スプラッシュ欠陥とドロス欠陥の抑制が図れ(○又は◎)、付着量分布も均一(◎)にできることが分かった。
一方、表1の条件6から、絞りロールが無い場合、鋼帯を高速移動させると、スプラッシュ欠陥とドロス欠陥の抑制効果が無い(×)ことが分かった。
【0049】
特に、各絞りロールの距離H1を150mm以下、かつ距離h1を10mm以上とした条件1〜3は、距離H1が150mmを超える条件4、及び距離h1が10mm未満の条件5と比較して、顕著な効果が得られた。
なお、表1の条件4では、各絞りロールの距離H1が大きかったため、スプラッシュ欠陥とドロス欠陥の抑制効果があまり無く、条件6の絞りロールが無い場合と同等な結果が得られた。また、条件5では、付着量分布が均一でない結果が得られているが、スプラッシュ欠陥とドロス欠陥の抑制効果については、条件6の絞りロールが無い場合よりも、良好な結果が得られている。
【0050】
次に、絞りロールと鋼板の表面との隙間の変更による影響を検討した結果について説明する。
表2の条件7に示すように、絞りロールを鋼板の表面に接触させることで、ライン速度を160m/分から240m/分まで上昇させ、鋼帯を高速移動させても、スプラッシュ欠陥とドロス欠陥の抑制が図れ(○又は◎)、付着量分布も均一(◎)にできることが分かった。
一方、表2の条件8、9に示すように、絞りロールと鋼板の表面との隙間が0.5mm以上になると、絞りロールにより、鋼帯に付着して持ち上がる過剰な溶融金属を除去する効果が小さくなり、鋼帯を高速移動させると、スプラッシュ欠陥とドロス欠陥の抑制効果が無い(×)ことが分かった。
【0051】
以上のことから、絞りロールを、鋼帯に付着して持ち上がる過剰な溶融金属を除去するように、めっき浴中に浸漬配置することで、鋼帯を高速移動させても、スプラッシュ欠陥とドロス欠陥の抑制が図れ、付着量分布も均一にできることを確認できた。特に、めっき浴中への絞りロールの浸漬位置と、鋼帯への接触状態を規定することで、上記した効果が更に顕著に高められることを確認できた。
【0052】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明のめっき金属帯の製造装置及びその製造方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
また、溶融金属を貯留するめっき槽の構成は、前記した実施の形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【0053】
10:めっき金属帯の製造装置、11:めっき浴、12:めっき槽、13:シンクロール、14:鋼帯(金属帯)、15:浴中支持ロール、16、17:ガスワイピングノズル(気体吹付け手段)、18、19:溶融金属絞りロール、20:浴面、21、22:溶融金属絞りロール、30:溶融金属絞りロール、31:間隙調整手段、32:回転軸、33、34:支持フレーム、35、36:ウォームジャッキ、37:電動機、40:めっき槽、41:めっき槽本体、42:部分めっき槽、43:めっき浴、44:浴面、45:開口部、46:ポンプ(液供給手段)、47:めっき浴、48:浴面、50:位置決め手段、51:架台、52、53:支持フレーム、54:ウォームジャッキ、55:電動機、56:レベル計、57:制御手段

【特許請求の範囲】
【請求項1】
溶融金属のめっき浴を保持するめっき槽と、該めっき槽内に設けられ、前記めっき浴中に進入した金属帯を方向転換させるシンクロールと、方向転換した前記金属帯を支持する浴中支持ロールと、前記めっき槽の上方に配置され、前記金属帯の表裏に付着した溶融金属のめっき付着量を調整する気体吹付け手段と、該気体吹付け手段の下位置に配置され、前記金属帯の両面に付着して持ち上がる過剰な溶融金属を除去する対となる溶融金属絞りロールとを有するめっき金属帯の製造装置において、
前記対となる溶融金属絞りロールを前記めっき浴中に回転可能に完全に浸漬配置したことを特徴とするめっき金属帯の製造装置。
【請求項2】
請求項1記載のめっき金属帯の製造装置において、前記めっき槽には、めっき槽本体の他に、該めっき槽本体の上部に、前記金属帯が下方から通過する開口部を有し、前記めっき槽本体から溶融金属を供給して前記めっき浴の浴面を部分的に上昇させた部分めっき槽を備え、該部分めっき槽に前記溶融金属絞りロールを配置したことを特徴とするめっき金属帯の製造装置。
【請求項3】
請求項1記載のめっき金属帯の製造装置において、前記各溶融金属絞りロールには、該溶融金属絞りロールの深さ位置を調整する位置決め手段が設けられ、前記めっき浴の浴面レベルを測定するレベル計からの測定値に基づいて前記位置決め手段を駆動させることを特徴とするめっき金属帯の製造装置。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれか1項に記載のめっき金属帯の製造装置において、前記各溶融金属絞りロールは、該溶融金属絞りロールの上端位置から前記めっき浴の静止状態の浴面までの距離を10mm以上としていることを特徴とするめっき金属帯の製造装置。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれか1項に記載のめっき金属帯の製造装置において、前記各溶融金属絞りロールは、該溶融金属絞りロールの軸心位置から前記めっき浴の静止状態の浴面までの距離を150mm以下としていることを特徴とするめっき金属帯の製造装置。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれか1項に記載のめっき金属帯の製造装置において、前記各溶融金属絞りロールと前記金属帯とは溶融金属の液膜を介して接触していることを特徴とするめっき金属帯の製造装置。
【請求項7】
請求項1〜5のいずれか1項に記載のめっき金属帯の製造装置において、前記溶融金属絞りロールの少なくとも一方には、該溶融金属絞りロールと前記金属帯との間隔を調整する間隙調整手段が設けられていることを特徴とするめっき金属帯の製造装置。
【請求項8】
請求項1〜7のいずれか1項に記載のめっき金属帯の製造装置において、前記溶融金属絞りロールの双方は、回転駆動され、しかもその回転速度は調整可能であることを特徴とするめっき金属帯の製造装置。
【請求項9】
請求項1〜8のいずれか1項に記載のめっき金属帯の製造装置において、前記対となる溶融金属絞りロールの軸心位置を上下方向にずらしていることを特徴とするめっき金属帯の製造装置。
【請求項10】
請求項9記載のめっき金属帯の製造装置において、前記対となる溶融金属絞りロールの軸心位置の上下方向の間隔は10mm以上であることを特徴とするめっき金属帯の製造装置。
【請求項11】
連続搬送される金属帯を、めっき槽内の溶融金属のめっき浴中に浸漬させた後、該めっき浴中から引き上げ、前記金属帯に付着した溶融金属のめっき付着量を、気体吹付け手段により調整するめっき金属帯の製造方法において、
前記金属帯を中央として対向させ、前記めっき浴中に完全に浸漬させて配置した対となる溶融金属絞りロールにより、前記金属帯を前記気体吹付け手段へ搬送する前に、前記金属帯の表裏に付着して持ち上がる過剰な溶融金属を除去することを特徴とするめっき金属帯の製造方法。
【請求項12】
請求項11記載のめっき金属帯の製造方法において、前記めっき槽は、めっき槽本体と、該めっき槽本体のめっき浴の浴面を部分的に上昇させた部分めっき槽とを有し、前記溶融金属絞りロールは前記部分めっき槽に浸漬配置されていることを特徴とするめっき金属帯の製造方法。
【請求項13】
請求項11又は12記載のめっき金属帯の製造方法において、前記各溶融金属絞りロールは、該溶融金属絞りロールの軸心位置から前記めっき浴の静止状態の浴面までの距離を150mm以下、かつ前記各溶融金属絞りロールの上端位置から前記めっき浴の静止状態の浴面までの距離を10mm以上とする深さ位置に配置されていることを特徴とするめっき金属帯の製造方法。
【請求項14】
請求項11〜13のいずれか1項に記載のめっき金属帯の製造方法において、前記各溶融金属絞りロールの表面と前記金属帯の表面とを溶融金属の液膜を介して接触させていることを特徴とするめっき金属帯の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2011−111659(P2011−111659A)
【公開日】平成23年6月9日(2011.6.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−270487(P2009−270487)
【出願日】平成21年11月27日(2009.11.27)
【出願人】(306022513)新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【出願人】(390022873)日鐵プラント設計株式会社 (275)
【Fターム(参考)】