溶融金属めっき鋼帯の製造方法及び連続溶融金属めっき装置
【課題】さざ波欠陥の発生を防止し、表面外観に優れる溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法及び該鋼帯を製造するための連続溶融金属めっき装置を提供する。
【解決手段】鋼帯を、溶融金属めっき浴槽内のめっき浴に連続的に浸漬してめっきを行ったのちめっき浴から引上げ、めっき浴上方に設置したワイピングノズルからめっき鋼帯にワイピングガスを吹付けてめっき金属付着量を調整する溶融金属めっき鋼帯の製造方法において、ワイピングノズルの上方に補助ノズルを設け、該補助ノズルから鋼帯全巾に気体を吹付けてワイピングガスの上昇流に対するカウンター流を供給するとともに、鋼帯に気体を吹き付けたのち鋼帯温度を４２０℃以上の温度域に少なくとも１．０秒間保持する。
【解決手段】鋼帯を、溶融金属めっき浴槽内のめっき浴に連続的に浸漬してめっきを行ったのちめっき浴から引上げ、めっき浴上方に設置したワイピングノズルからめっき鋼帯にワイピングガスを吹付けてめっき金属付着量を調整する溶融金属めっき鋼帯の製造方法において、ワイピングノズルの上方に補助ノズルを設け、該補助ノズルから鋼帯全巾に気体を吹付けてワイピングガスの上昇流に対するカウンター流を供給するとともに、鋼帯に気体を吹き付けたのち鋼帯温度を４２０℃以上の温度域に少なくとも１．０秒間保持する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、さざ波と呼ばれる表面欠陥を防止し、外観に優れる溶融金属めっき鋼帯の製造方法及び連続溶融金属めっき装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、鋼板の強度、加工性、耐食性に優れた表面処理鋼帯として、溶融亜鉛めっき鋼帯、溶融亜鉛−アルミ合金めっき鋼帯、溶融アルミめっき鋼帯等の溶融めっき鋼帯が自動車、電気用品、事務用品、建築等の用途に幅広く使用され、その需要が急増している。
【０００３】
一般に、溶融めっき鋼帯は連続溶融めっきラインで製造される。例えば、図１の連続溶融めっき装置を用いて溶融亜鉛めっき鋼帯を製造する場合、鋼帯１は、連続炉２で加熱焼鈍されて、表面を清浄、活性化され、機械的性質が調整された後、めっき浴への侵入に適した温度に調整され、スナウト３を経てめっき浴槽４内の亜鉛浴５中に浸漬され、亜鉛浴５中のシンクロールと呼ばれるパス周回ロール６により進行方向が変えられ、サポートロール７を介して上方に引上げられる。めっき浴槽４から引上げられる鋼帯への亜鉛付着量は、めっき浴槽４からの鋼帯１引上げ速度に比例して多くなるので、めっき浴槽４上方に配置されたワイピングノズル８から噴射するワイピングガスによって亜鉛付着量を所要の付着量に調整したのち、トップロール９を経由して常温まで冷却される。
【０００４】
上記ワイピングノズル８のワイピングガスとして、従来、エア、窒素ガス等の常温圧縮ガスが多く使用されているが、時としてさざ波模様のような品質欠陥が発生する。この品質欠陥は、めっきの付着量ムラに起因しており、さざ波模様を防止する種々の提案がなされている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、メッキ浴の顕熱を利用して加熱したワイピングガスを用いて、さざ波模様を防止する方法が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２などには、ワイピングガスに不活性ガスを使用して亜鉛の酸化を抑えることで、さざ波欠陥を防止する方法が開示されている。
【０００７】
また、特許文献３などには、ラインスピードやノズル−鋼板距離などの操業条件を最適化して鋼板のバタツキを低減することで、前述の欠陥を抑制する方法が開示されている。
【０００８】
さらに、特許文献４には、めっき面にさざ波欠陥が存在しているめっき鋼帯に対して調質圧延を施し、調質圧延条件を最適化することでさざ波欠陥を消滅させる方法が開示されている。
【特許文献１】特開平６−１１６６９８号公報
【特許文献２】特開平２−１９７５５２号公報
【特許文献３】特開平１１−２３６６５８号公報
【特許文献４】特開２００２−６０９１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１に開示される方法では、さざ波模様の発生を防止する効果も限定されたものであり、満足できるレベルではなかった。また特許文献２、３に開示される方法でも、さざ波模様の発生を防止する効果は満足できるレベルではなかった。そのため、これらの方法では、さざ波をある程度改善することは可能であったが、例えば自動車用途に使用できるような優れた表面外観は得られなかった。
【００１０】
また、特許文献４は、本質的にめっき鋼板のさざ波模様そのものの発生を防止する技術ではなく、また調質圧延を行わないとさざ波欠陥を解消できないという問題があった。
【００１１】
本発明の課題は、さざ波欠陥の発生を防止し、表面外観に優れる溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法及び該鋼帯を製造するための連続溶融金属めっき装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する本発明の手段は次のとおりである。
【００１３】
（１）鋼帯を、溶融金属めっき浴槽内のめっき浴に連続的に浸漬してめっきを行ったのちめっき浴から引上げ、めっき浴上方に設置したワイピングノズルからめっき鋼帯にワイピングガスを吹付けてめっき金属付着量を調整する溶融金属めっき鋼帯の製造方法において、ワイピングノズルの上方に補助ノズルを設け、該補助ノズルから鋼帯全巾に気体を吹付けてワイピングガスの上昇流に対するカウンター流を供給するとともに、鋼帯に気体を吹き付けたのち鋼帯温度を４２０℃以上の温度域に少なくとも１．０秒間保持することを特徴とする溶融金属めっき鋼帯の製造方法（第１発明）。
【００１４】
（２）補助ノズルから吹付けるワイピングガスの上昇流に対するカウンター流を供給することによって、前記鋼帯温度が４２０℃以上の温度域における気体上昇流の流速を１５ｍ／ｓ以下にすることを特徴とする（１）に記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法（第２発明）。
【００１５】
（３）補助ノズルから吹き付ける気体に加熱された気体を用いることによって鋼帯温度を４２０℃以上の温度域に少なくとも１．０秒間保持することを特徴とする（１）または（２）に記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法（第３発明）。
【００１６】
（４）補助ノズルから鋼帯全巾にワイピングガスの上昇流に対するカウンター流となる気体を鋼帯全巾に吹付けたのち、加熱装置で鋼帯を加熱して鋼帯温度を４２０℃以上の温度域に少なくとも１．０秒間保持することを特徴とする（１）または（２）に記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法（第４発明）。
【００１７】
（５）鋼帯を、溶融金属めっき浴槽内のめっき浴に連続的に浸漬してめっきを行ったのちめっき浴から引上げ、めっき浴上方に設置したワイピングノズルからめっき鋼帯にワイピングガスを吹付けてめっき金属付着量を調整する溶融金属めっき装置において、ワイピングノズルの上方に鋼帯全巾に加熱された気体を吹付けてワイピングガスの上昇流に対するカウンター流を供給する補助ノズルを備えることを特徴とする溶融金属めっき装置（第５発明）。
【００１８】
（６）鋼帯を、溶融金属めっき浴槽内のめっき浴に連続的に浸漬してめっきを行ったのちめっき浴から引上げ、めっき浴上方に設置したワイピングノズルからめっき鋼帯にワイピングガスを吹付けてめっき金属付着量を調整する溶融金属めっき装置において、ワイピングノズルの上方に、ワイピングノズルの上方に鋼帯全巾に気体を吹付けてワイピングガスの上昇流に対するカウンター流を供給する補助ノズルと、補助ノズルの上方にめっき皮膜をレベリングする加熱装置を備えることを特徴とする溶融金属めっき装置（第６発明）。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ガスワイピング後におけるさざ波模様の成長を抑制することで、従来法に比べてさざ波欠陥の発生を顕著に抑制でき、もって表面外観に優れた溶融金属めっき鋼帯を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に至った経緯とともに本発明について説明する。なお、本明細書では、さざ波模様のような品質欠陥を、単に「さざ波」または「さざ波欠陥」とも記載する。
【００２１】
本発明者らは、まず高速カメラを用いて、さざ波模様の発生箇所とその程度を調査した。この結果、さざ波模様は、ワイピング直後は比較的小さいが、ワイピング部から離れるにつれて目立つようになること、すなわち、ワイピング部から離れるにつれてさざ波欠陥が成長することが分かった。特許文献１〜３は、ワイピング部またはその直後でさざ波模様がほとんど生成してしまうものとして、その対策を講じているが、前述の知見から、特許文献１〜３の対策があまり的を射た対策でないことが分かった。
【００２２】
さらに検討を重ねた結果、溶融状態にあるめっき皮膜表面上の気体の流速の大小でさざ波模様の成長程度が異なることが分かった。これはベルヌーイの定理で表される流体の不安定性に起因すると考えられる。
【００２３】
図２は、さざ波の成長メカニズムを説明するめっき皮膜表面近傍部分の気体の流れを説明する断面模式図である。さざ波は、付着量ムラに起因する凹凸状の欠陥であり、さざ波部分のめっき皮膜には凹凸が存在する。程度がひどいさざ波は、軽微なさざ波に比べて凹凸差が大きい。
【００２４】
めっき浴槽から引上げられ、ワイピングノズルからガスを吹付け、付着量調整された鋼帯のめっき面には、ワイピングガスのガス圧変動や板振動、噴流自体の乱れ等に起因して軽微なさざ波模様が生成する、すなわち、図２に示すように、めっき皮膜に付着量ムラに起因する凹凸がある。鋼帯に衝突したワイピングガスの一部は、ワイピングノズル上方を移動する鋼帯面に沿って上昇する。この上昇流は、めっき皮膜の凹凸の山部では流速が増加して圧力が減少し、一方谷部では流速が減少して圧力が増加する。ワイピングノズル上方ではめっき皮膜が溶融状態にあるため、圧力が減少する山部はより高く、一方圧力が増加する谷部はより深くなる。ワイピング直後比較的小さい凹凸であってもワイピング部から離れるとより大きな凹凸に成長する。気体の流速が大きい領域では、この凹凸の成長がより顕著になり、したがって、さざ波の程度がよりひどくなる。ワイピングガスの上昇流は、めっき皮膜が溶融状態にある領域において凹凸の成長に十分な流速を有するため、さざ波の発生は避けられないことになる。したがって、不活性ガスや加熱ガスを用いる従来技術の方法は、決定的な対策にならないことは容易に推定できる。
【００２５】
さざ波の成長を鋭意検討した結果、ワイピングガスの上昇流の流速が速いとさざ波の成長が顕著であり、流速が遅いとさざ波の成長が抑制されることが分かった。まためっき皮膜が溶融状態にあるときにさざ波の成長が抑制されるようにすると、めっき皮膜の凹凸がレベリング効果によって平坦化され、さざ波を防止する効果が一層優れることが明らかになった。溶融亜鉛の場合、鋼帯面に沿った気体上昇流の流速が１５ｍ／ｓ超になる領域でさざ波の成長が顕著であり、一方、流速が１５ｍ／ｓ以下の領域ではさざ波の成長が抑制されることが分かった。また、鋼帯温度が、Ｚｎが溶融状態にある４２０℃以上の温度域に保持し、その際に鋼帯面に沿った気体上昇流の流速が１５ｍ／ｓ以下となるようにすると、めっき皮膜の凹凸がレベリング効果によって平坦化され、さざ波を防止する効果が一層優れることが明らかになった。
【００２６】
以上のことから、本発明では、ワイピングノズルでのワイピングにより必然的に発生したワイピングガスの鋼板面に沿った気体上昇流の流速を、ワイピングノズルの上方で、補助ノズルからワイピングガスの上昇流に対するカウンター流を供給して抑制し、さらに鋼帯温度を４２０℃以上に保持することでめっき皮膜を溶融状態にして、レベリング効果によりさざ波欠陥を防止する方法を考案し、本発明に至った。
【００２７】
以下、本発明についてさらに詳しく説明する。なお、以下の説明は溶融亜鉛めっきを念頭において説明する。
【００２８】
本発明では、鋼帯を、溶融金属めっき浴槽内のめっき浴に連続的に浸漬してめっきを行ったのちめっき浴から引上げ、めっき浴上方に設置したワイピングノズルからめっき鋼帯にワイピングガスを吹付けてめっき金属付着量を調整する溶融金属めっき鋼帯の製造方法において、ワイピングノズルの上方に補助ノズルを設け、該補助ノズルから鋼帯全巾に気体を吹付ける。
【００２９】
ワイピングガスは鋼帯面に衝突後その一部が鋼帯面に沿って上昇する上昇流となる。この上昇流の流速を低下させるために、ワイピングノズル１２の上方に配置された補助ノズル１３から鋼帯全巾にわたり気体を吹付ける。気体の一部は鋼帯に衝突後、ワイピングガスの上昇流に対するカウンター流となり、鋼帯面に沿って上昇する上昇流の流速を減少させ、さざ波がワイピングガスの上昇流によって自己成長することが抑制される。
【００３０】
さらに、気体を鋼帯全巾に吹付けたのち鋼帯温度を４２０℃以上の温度域に保持することで、レベリング効果によってめっき皮膜が平坦化されてさざ波欠陥を軽減させる作用が一層向上する。鋼帯温度が４２０℃以上となる温度域に保持される時間が１．０秒未満であると、レベリング効果によってさざ波を軽減する作用が十分でないので、鋼帯は、鋼帯温度が４２０℃以上となる温度域に少なくとも１．０秒以上保持する必要がある。従来方法は、ワイピング後のさざ波の成長を防止し、さらにさざ波自体を軽減させることを全く考慮していないため、さざ波がかえって成長し、あまり芳しい結果を得られなかった。
【００３１】
補助ノズル１３からは、鋼帯温度が４２０℃以上となる温度域における鋼帯面に沿った気体上昇流の平均流速を１５ｍ／ｓ以下にするように気体を吹き付けることが好ましい。鋼帯温度が４２０℃以上となる温度域における鋼帯面に沿った気体上昇流の流速が１５ｍ／ｓ以下になるとさざ波の凹凸の成長が防止されることで、レベリング効果が十分に発現され、さざ波欠陥の発生を防止する作用がより優れるためである。なお、上昇流の流速とは、図３に示す鋼板の板面付近の流速分布曲線の最大流速Ｖｍａｘであり、熱線風速計等で測定できる。
【００３２】
ガスワイピング後常温の気体を吹付けるとめっき皮膜表層温度が４２０℃以下に低下してレベリング効果が十分に発現されないおそれがある。そのため、図４に示すように、ワイピングノズル１２の上方に設けた、ワイピングガスの上昇流に対するカウンター流を供給する補助ノズル１３から加熱気体を吹き付けることが好ましい。加熱気体は、鋼板温度が４２０℃以上となるように吹き付けることが好ましい。気体の加熱方法は特に限定されない。燃料ガスを燃焼して得た高温ガスや、熱交換器を用いて高温の加熱ガスと熱交換して得た高温ガスを補助ノズルに供給する等の公知技術によって容易に可能である。
【００３３】
また、図５に示すように、ワイピングノズル１２の上方に補助ノズル１３、補助ノズル１３の上方に加熱装置１４を設け、補助ノズル１３から常温ガスを吹付けたのち、加熱装置１４を用いて鋼帯を加熱して、鋼帯温度を４２０℃以上の温度域に少なくとも１．０秒間保持してもよい。加熱装置の加熱手段は特に限定されない。例えばガス加熱、誘導加熱などを使用できる。なお、必要があれば補助ノズル１３から加熱ガスを吹付けてもよい。
【００３４】
ワイピングガスの上昇流の流速が１５ｍ／ｓ超となる領域が長いと、さざ波の凹凸が大きく成長し、その後のレベリング効果でも凹凸を十分平坦化できなくなるので、その領域はあまり長くない方が良い。この領域の長さはライン速度により異なり、低速では短い領域であっても急速に成長するため、限界領域の長さは相対的に短くなる。ライン速度をｖ（ｍ／ｓ）としたときに、限界領域のおおよその目安の長さ（ｍ）は下記の式で表される。
ｙ＝０．１２ｖ２＋０．５０ｖ
したがって、ワイピングノズルと補助ノズルからの気体の鋼帯吹き付け部の間隔（Ｌ）は上記限界領域の長さｙ以下とすることが好ましい。また、このことから、ライン速度が速い場合は、限界領域の長さが長くなるので補助ノズル位置は高くてもよい（すなわち、補助ノズル位置はあまり低くする必要はない）が、ライン速度が低い場合は限界領域の長さが短くなるので補助ノズル位置は低くしないといけない。
【００３５】
たとえば、ｖ＝８０ｍｐｍの時、ｙ≒０．８８ｍとなり、１５ｍ／ｓ超の領域の長さはワイピング後から８８０ｍｍ以内に制限することが好ましい。
【００３６】
補助ノズルからのガス吹き付け条件は、特に限定されるものではないが、補助ノズル１３によってさざ波の成長を効果的に防止し、また補助ノズル１３がワイピングノズル１２のワイピング性に影響を及ぼすことを防止するには、補助ノズル１３のスリットギャップをＢ、吹き付け圧力をＰ、またワイピングノズル１２のスリットギャップをＢ０、吹き付け圧力をＰ０、ワイピングノズル１２のスリットギャップＢ０に対する補助ノズル１３のスリットギャップＢの比、Ｂ０／ＢをＲｄとしたときに、Ｒｄ≦２／３及びＰ≦０．２ｋｇｆ／ｃｍ２で、かつＰ／Ｐ０は、下式を満足することが好ましい。
Ｒｄ／６≦Ｐ／Ｐ０≦Ｒｄ
このように限定するのは、補助ノズル１３によるワイピング力がワイピングノズル１２のワイピング力より大きくならないようにし、かつ補助ノズル１３によってワイピングノズル１２の上昇流に対向しうる気体の流れを生成するためである。
【００３７】
すなわち、ワイピング力は、圧力にもっとも大きく影響されるので、補助ノズル１３の圧力Ｐは小さい方が好ましい。補助ノズル１３の圧力Ｐが０．２ｋｇｆ／ｃｍ２を超えるとワイピングノズル１２によるワイピングに影響を与えるようになる。補助ノズル１３の圧力Ｐを小さくしても、補助ノズル１３によってワイピングノズル１２の上昇流に対向しうる十分な流れを生成させる必要がある。そのために、補助ノズル１３のスリットギャップＢをワイピングノズル１２のスリットギャップＢ０の１．５倍以上、すなわちＲｄを２／３以下にすることが好ましい。Ｒｄが２／３超になると、補助ノズル１３によってワイピングノズル１２の上昇流に対向しうる十分な流れを生成させることができなくなるおそれがある。
【００３８】
補助ノズル１３の圧力Ｐのワイピングノズル１２の圧力Ｐ０に対する比Ｐ／Ｐ０は小さい方が良いが、あまり小さすぎると、ワイピングノズル１２による上昇流をせき止めることができなくなる。ワイピングノズル１２による上昇流をせき止め、本発明で意図する効果を発現するには、Ｐ／Ｐ０をＲｄ／６以上にすることが好ましい。この値は、さまざまなスリットギャップ比のノズルで実験を行い、導き出された。一方、Ｐ／Ｐ０がＲｄより大きくなると、補助ノズル１３から吹付けられる気体流量が大きくなりすぎて、ワイピングノズル１２によるワイピングへの影響が避けられなくなり、スプラッシュ等が発生しやすくなる。したがって、Ｐ／Ｐ０はＲｄを超えないことが好ましい。
【００３９】
また、補助ノズル１３からの気体の吹きつけ方向（図４の角度θ）は、水平下向きに３０°以上８０°以下とすることが好ましい。気体の吹きつけ方向が前記範囲内にあるとワイピングノズル１２による上昇流をより効率的にせき止めることができる。吹きつけ角度θが３０°未満になると補助ノズル１３で発生する上昇流の影響が大きくなり、さざ波が成長しやすくなる。吹付け角度θが８０°を超えると、鋼帯への衝突圧力が小さくなり、ワイピングノズル１２の上昇流を抑制することが困難となる。吹付け角度θは、４５°以上８０°以下がより好ましい。
【００４０】
本発明によれば、ワイピングノズルでワイピング後にさざ波状欠陥の成長を抑制できるので、従来法に比べてさざ波状欠陥の発生を顕著に抑制し、表面外観に優れた溶融金属めっき鋼帯を製造することができる。
【実施例１】
【００４１】
図５に示す亜鉛めっき浴槽の上方にワイピングノズル（主ノズル）１２、その上方に補助ノズル１３、その上方に加熱装置１４を設置した連続溶融めっき装置を用いて、厚さ０．７ｍｍ×幅１２００ｍｍの鋼板に溶融亜鉛めっき（浴温度：４６０℃）を行い、ワイピングノズル１２でワイピング後、溶融状態にあるめっき表面に補助ノズル１３から気体を吹付ける試験を行い、めっき層が凝固後のめっき表面のさざ波程度を評価した。加熱装置は誘導加熱装置で最大加熱長さは６ｍ（浴面から２０００〜８０００ｍｍ）で、４ゾーン（各ゾーンの長さは１．５ｍ）に分割してあり、各ゾーン毎に独立して加熱可能である。
【００４２】
試験は、ワイピングノズル、補助ノズルから吹き付ける気体は常温空気を使用し、基本条件として、ワイピングノズル１２のギャップＢ０は０．８ｍｍ、鋼板までの距離Ｄ０は１０ｍｍ、ワイピングノズル１２の圧力Ｐ０は０．４６ｋｇｆ／ｃｍ２、浴面とワイピングノズルの間隔は４００ｍｍ、補助ノズル１３のギャップＢは４ｍｍ、圧力Ｐは０．０２３ｋｇｆ／ｃｍ２、吹き付け方向（水平方向下向き角度θ）は４５度、鋼板までの距離Ｄ１は５０ｍｍ、ワイピングノズル１２のガス吹き付け部と補助ノズル１３のガス吹き付け部の間隔Ｌは１０００ｍｍ、鋼板走行速度は１２０ｍｐｍ、付着量は７０ｇ／ｍ２で一定とした。加熱装置１４の加熱条件（加熱ゾーン数のおよび出力）を変更し、めっき皮膜の乾き線位置を観察し、ワイピングノズルと乾き線位置までの距離を求め、これを鋼板温度が４２０℃以上となる領域の長さとした。まためっき皮膜の乾き線位置における上昇流の流速を熱線風速計で測定した。
【００４３】
さざ波の程度は、粗さ計でめっき鋼板の表面粗さを鋼板通板方向に長さ５０ｍｍ測定し、その測定値から鋼板自体のうねり成分を差し引くことで、めっき皮膜自体の付着量差を求め、その差を厚さに換算し、以下のように評価した。評価×は建材用途等の一般用途のみ適用可能な外観品質、△は自動車内板に適用可能な外観品質、○は自動車外板標準品質をクリアできる外観品質、◎は自動車外販の最高品質をクリアできる外観品質である。
×：１．５μｍ超
△：１．０μｍ超〜１．５μｍ以下
○：０．５μｍ超〜１．０μｍ以下
◎：０．５μｍ以下
試験条件とさざ波の評価結果を表１に記載する。
【００４４】
【表１】
【００４５】
試験Ｎｏ．３〜５（本発明例）は、補助ノズル及び加熱装置を使用しない試験Ｎｏ．１（従来例）、鋼板温度は４２０℃以上の保持時間が第１発明範囲を外れる試験Ｎｏ．２（比較例）に比べて、めっき皮膜の凹凸量が少なく、さざ波が極めて軽微で、自動車外販の最高品質をクリアできる外観品質が得られている。
【００４６】
図６は、補助ノズル使用した場合、補助ノズルを使用しない場合のめっき外観写真の一例を示したものである。左側の（ａ）は補助ノズルを使用しない場合（試験Ｎｏ．１）、右側の（ｂ）は補助ノズルを使用した場合（試験Ｎｏ．５）で、外観の濃淡の模様がさざ波である。左側の写真では、濃淡の模様が顕著で、さざ波が明りょうに認められるのに対して、右側の写真では濃淡の模様が軽微で、さざ波が極めて軽微であることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の溶融金属めっき鋼帯の製造方法は、さざ波を防止し、表面外観に優れた溶融金属めっき鋼帯を製造方法する方法として利用することができる。
【００４８】
本発明の鋼帯の連続溶融金属めっき装置は、さざ波と呼ばれる表面欠陥を防止し、外観に優れる溶融金属めっき鋼帯を製造するための装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】従来の連続溶融めっき装置の要部構成例を示す断面図である。
【図２】さざ波の成長メカニズムを説明するめっき皮膜表面近傍部分の気体の流れを説明する模式図である。
【図３】ワイピングガスの上昇流の流速を説明する図である。
【図４】本発明の実施に使用する連続溶融めっき装置のめっき浴上方に設置するワイピングノズル（主ノズル）と補助ノズルの配置を説明する断面図である。
【図５】本発明の実施に使用する連続溶融めっき装置のめっき浴上方に設置するワイピングノズル（主ノズル）、補助ノズル及び加熱装置の配置を説明する断面図である。
【図６】補助ノズル使用した場合、使用しない場合のめっき外観の一例を示す図面代用の写真で，左側の写真（ａ）は補助ノズルを使用しない場合、右側の写真（ｂ）は補助ノズルを使用した場合である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 鋼帯
２ 連続炉
３ スナウト
４ めっき浴槽
５ 亜鉛浴
６ パス周回ロール（シンクロール）
７ サポートロール
８ ワイピングノズル
９ トップロール
１１ 鋼帯（めっき鋼帯）
１２ ワイピングノズル（主ノズル）
１３ 補助ノズル
１４ 加熱装置
２１ めっき鋼板
２２ めっき皮膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、さざ波と呼ばれる表面欠陥を防止し、外観に優れる溶融金属めっき鋼帯の製造方法及び連続溶融金属めっき装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、鋼板の強度、加工性、耐食性に優れた表面処理鋼帯として、溶融亜鉛めっき鋼帯、溶融亜鉛−アルミ合金めっき鋼帯、溶融アルミめっき鋼帯等の溶融めっき鋼帯が自動車、電気用品、事務用品、建築等の用途に幅広く使用され、その需要が急増している。
【０００３】
一般に、溶融めっき鋼帯は連続溶融めっきラインで製造される。例えば、図１の連続溶融めっき装置を用いて溶融亜鉛めっき鋼帯を製造する場合、鋼帯１は、連続炉２で加熱焼鈍されて、表面を清浄、活性化され、機械的性質が調整された後、めっき浴への侵入に適した温度に調整され、スナウト３を経てめっき浴槽４内の亜鉛浴５中に浸漬され、亜鉛浴５中のシンクロールと呼ばれるパス周回ロール６により進行方向が変えられ、サポートロール７を介して上方に引上げられる。めっき浴槽４から引上げられる鋼帯への亜鉛付着量は、めっき浴槽４からの鋼帯１引上げ速度に比例して多くなるので、めっき浴槽４上方に配置されたワイピングノズル８から噴射するワイピングガスによって亜鉛付着量を所要の付着量に調整したのち、トップロール９を経由して常温まで冷却される。
【０００４】
上記ワイピングノズル８のワイピングガスとして、従来、エア、窒素ガス等の常温圧縮ガスが多く使用されているが、時としてさざ波模様のような品質欠陥が発生する。この品質欠陥は、めっきの付着量ムラに起因しており、さざ波模様を防止する種々の提案がなされている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、メッキ浴の顕熱を利用して加熱したワイピングガスを用いて、さざ波模様を防止する方法が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２などには、ワイピングガスに不活性ガスを使用して亜鉛の酸化を抑えることで、さざ波欠陥を防止する方法が開示されている。
【０００７】
また、特許文献３などには、ラインスピードやノズル−鋼板距離などの操業条件を最適化して鋼板のバタツキを低減することで、前述の欠陥を抑制する方法が開示されている。
【０００８】
さらに、特許文献４には、めっき面にさざ波欠陥が存在しているめっき鋼帯に対して調質圧延を施し、調質圧延条件を最適化することでさざ波欠陥を消滅させる方法が開示されている。
【特許文献１】特開平６−１１６６９８号公報
【特許文献２】特開平２−１９７５５２号公報
【特許文献３】特開平１１−２３６６５８号公報
【特許文献４】特開２００２−６０９１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１に開示される方法では、さざ波模様の発生を防止する効果も限定されたものであり、満足できるレベルではなかった。また特許文献２、３に開示される方法でも、さざ波模様の発生を防止する効果は満足できるレベルではなかった。そのため、これらの方法では、さざ波をある程度改善することは可能であったが、例えば自動車用途に使用できるような優れた表面外観は得られなかった。
【００１０】
また、特許文献４は、本質的にめっき鋼板のさざ波模様そのものの発生を防止する技術ではなく、また調質圧延を行わないとさざ波欠陥を解消できないという問題があった。
【００１１】
本発明の課題は、さざ波欠陥の発生を防止し、表面外観に優れる溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法及び該鋼帯を製造するための連続溶融金属めっき装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する本発明の手段は次のとおりである。
【００１３】
（１）鋼帯を、溶融金属めっき浴槽内のめっき浴に連続的に浸漬してめっきを行ったのちめっき浴から引上げ、めっき浴上方に設置したワイピングノズルからめっき鋼帯にワイピングガスを吹付けてめっき金属付着量を調整する溶融金属めっき鋼帯の製造方法において、ワイピングノズルの上方に補助ノズルを設け、該補助ノズルから鋼帯全巾に気体を吹付けてワイピングガスの上昇流に対するカウンター流を供給するとともに、鋼帯に気体を吹き付けたのち鋼帯温度を４２０℃以上の温度域に少なくとも１．０秒間保持することを特徴とする溶融金属めっき鋼帯の製造方法（第１発明）。
【００１４】
（２）補助ノズルから吹付けるワイピングガスの上昇流に対するカウンター流を供給することによって、前記鋼帯温度が４２０℃以上の温度域における気体上昇流の流速を１５ｍ／ｓ以下にすることを特徴とする（１）に記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法（第２発明）。
【００１５】
（３）補助ノズルから吹き付ける気体に加熱された気体を用いることによって鋼帯温度を４２０℃以上の温度域に少なくとも１．０秒間保持することを特徴とする（１）または（２）に記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法（第３発明）。
【００１６】
（４）補助ノズルから鋼帯全巾にワイピングガスの上昇流に対するカウンター流となる気体を鋼帯全巾に吹付けたのち、加熱装置で鋼帯を加熱して鋼帯温度を４２０℃以上の温度域に少なくとも１．０秒間保持することを特徴とする（１）または（２）に記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法（第４発明）。
【００１７】
（５）鋼帯を、溶融金属めっき浴槽内のめっき浴に連続的に浸漬してめっきを行ったのちめっき浴から引上げ、めっき浴上方に設置したワイピングノズルからめっき鋼帯にワイピングガスを吹付けてめっき金属付着量を調整する溶融金属めっき装置において、ワイピングノズルの上方に鋼帯全巾に加熱された気体を吹付けてワイピングガスの上昇流に対するカウンター流を供給する補助ノズルを備えることを特徴とする溶融金属めっき装置（第５発明）。
【００１８】
（６）鋼帯を、溶融金属めっき浴槽内のめっき浴に連続的に浸漬してめっきを行ったのちめっき浴から引上げ、めっき浴上方に設置したワイピングノズルからめっき鋼帯にワイピングガスを吹付けてめっき金属付着量を調整する溶融金属めっき装置において、ワイピングノズルの上方に、ワイピングノズルの上方に鋼帯全巾に気体を吹付けてワイピングガスの上昇流に対するカウンター流を供給する補助ノズルと、補助ノズルの上方にめっき皮膜をレベリングする加熱装置を備えることを特徴とする溶融金属めっき装置（第６発明）。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ガスワイピング後におけるさざ波模様の成長を抑制することで、従来法に比べてさざ波欠陥の発生を顕著に抑制でき、もって表面外観に優れた溶融金属めっき鋼帯を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に至った経緯とともに本発明について説明する。なお、本明細書では、さざ波模様のような品質欠陥を、単に「さざ波」または「さざ波欠陥」とも記載する。
【００２１】
本発明者らは、まず高速カメラを用いて、さざ波模様の発生箇所とその程度を調査した。この結果、さざ波模様は、ワイピング直後は比較的小さいが、ワイピング部から離れるにつれて目立つようになること、すなわち、ワイピング部から離れるにつれてさざ波欠陥が成長することが分かった。特許文献１〜３は、ワイピング部またはその直後でさざ波模様がほとんど生成してしまうものとして、その対策を講じているが、前述の知見から、特許文献１〜３の対策があまり的を射た対策でないことが分かった。
【００２２】
さらに検討を重ねた結果、溶融状態にあるめっき皮膜表面上の気体の流速の大小でさざ波模様の成長程度が異なることが分かった。これはベルヌーイの定理で表される流体の不安定性に起因すると考えられる。
【００２３】
図２は、さざ波の成長メカニズムを説明するめっき皮膜表面近傍部分の気体の流れを説明する断面模式図である。さざ波は、付着量ムラに起因する凹凸状の欠陥であり、さざ波部分のめっき皮膜には凹凸が存在する。程度がひどいさざ波は、軽微なさざ波に比べて凹凸差が大きい。
【００２４】
めっき浴槽から引上げられ、ワイピングノズルからガスを吹付け、付着量調整された鋼帯のめっき面には、ワイピングガスのガス圧変動や板振動、噴流自体の乱れ等に起因して軽微なさざ波模様が生成する、すなわち、図２に示すように、めっき皮膜に付着量ムラに起因する凹凸がある。鋼帯に衝突したワイピングガスの一部は、ワイピングノズル上方を移動する鋼帯面に沿って上昇する。この上昇流は、めっき皮膜の凹凸の山部では流速が増加して圧力が減少し、一方谷部では流速が減少して圧力が増加する。ワイピングノズル上方ではめっき皮膜が溶融状態にあるため、圧力が減少する山部はより高く、一方圧力が増加する谷部はより深くなる。ワイピング直後比較的小さい凹凸であってもワイピング部から離れるとより大きな凹凸に成長する。気体の流速が大きい領域では、この凹凸の成長がより顕著になり、したがって、さざ波の程度がよりひどくなる。ワイピングガスの上昇流は、めっき皮膜が溶融状態にある領域において凹凸の成長に十分な流速を有するため、さざ波の発生は避けられないことになる。したがって、不活性ガスや加熱ガスを用いる従来技術の方法は、決定的な対策にならないことは容易に推定できる。
【００２５】
さざ波の成長を鋭意検討した結果、ワイピングガスの上昇流の流速が速いとさざ波の成長が顕著であり、流速が遅いとさざ波の成長が抑制されることが分かった。まためっき皮膜が溶融状態にあるときにさざ波の成長が抑制されるようにすると、めっき皮膜の凹凸がレベリング効果によって平坦化され、さざ波を防止する効果が一層優れることが明らかになった。溶融亜鉛の場合、鋼帯面に沿った気体上昇流の流速が１５ｍ／ｓ超になる領域でさざ波の成長が顕著であり、一方、流速が１５ｍ／ｓ以下の領域ではさざ波の成長が抑制されることが分かった。また、鋼帯温度が、Ｚｎが溶融状態にある４２０℃以上の温度域に保持し、その際に鋼帯面に沿った気体上昇流の流速が１５ｍ／ｓ以下となるようにすると、めっき皮膜の凹凸がレベリング効果によって平坦化され、さざ波を防止する効果が一層優れることが明らかになった。
【００２６】
以上のことから、本発明では、ワイピングノズルでのワイピングにより必然的に発生したワイピングガスの鋼板面に沿った気体上昇流の流速を、ワイピングノズルの上方で、補助ノズルからワイピングガスの上昇流に対するカウンター流を供給して抑制し、さらに鋼帯温度を４２０℃以上に保持することでめっき皮膜を溶融状態にして、レベリング効果によりさざ波欠陥を防止する方法を考案し、本発明に至った。
【００２７】
以下、本発明についてさらに詳しく説明する。なお、以下の説明は溶融亜鉛めっきを念頭において説明する。
【００２８】
本発明では、鋼帯を、溶融金属めっき浴槽内のめっき浴に連続的に浸漬してめっきを行ったのちめっき浴から引上げ、めっき浴上方に設置したワイピングノズルからめっき鋼帯にワイピングガスを吹付けてめっき金属付着量を調整する溶融金属めっき鋼帯の製造方法において、ワイピングノズルの上方に補助ノズルを設け、該補助ノズルから鋼帯全巾に気体を吹付ける。
【００２９】
ワイピングガスは鋼帯面に衝突後その一部が鋼帯面に沿って上昇する上昇流となる。この上昇流の流速を低下させるために、ワイピングノズル１２の上方に配置された補助ノズル１３から鋼帯全巾にわたり気体を吹付ける。気体の一部は鋼帯に衝突後、ワイピングガスの上昇流に対するカウンター流となり、鋼帯面に沿って上昇する上昇流の流速を減少させ、さざ波がワイピングガスの上昇流によって自己成長することが抑制される。
【００３０】
さらに、気体を鋼帯全巾に吹付けたのち鋼帯温度を４２０℃以上の温度域に保持することで、レベリング効果によってめっき皮膜が平坦化されてさざ波欠陥を軽減させる作用が一層向上する。鋼帯温度が４２０℃以上となる温度域に保持される時間が１．０秒未満であると、レベリング効果によってさざ波を軽減する作用が十分でないので、鋼帯は、鋼帯温度が４２０℃以上となる温度域に少なくとも１．０秒以上保持する必要がある。従来方法は、ワイピング後のさざ波の成長を防止し、さらにさざ波自体を軽減させることを全く考慮していないため、さざ波がかえって成長し、あまり芳しい結果を得られなかった。
【００３１】
補助ノズル１３からは、鋼帯温度が４２０℃以上となる温度域における鋼帯面に沿った気体上昇流の平均流速を１５ｍ／ｓ以下にするように気体を吹き付けることが好ましい。鋼帯温度が４２０℃以上となる温度域における鋼帯面に沿った気体上昇流の流速が１５ｍ／ｓ以下になるとさざ波の凹凸の成長が防止されることで、レベリング効果が十分に発現され、さざ波欠陥の発生を防止する作用がより優れるためである。なお、上昇流の流速とは、図３に示す鋼板の板面付近の流速分布曲線の最大流速Ｖｍａｘであり、熱線風速計等で測定できる。
【００３２】
ガスワイピング後常温の気体を吹付けるとめっき皮膜表層温度が４２０℃以下に低下してレベリング効果が十分に発現されないおそれがある。そのため、図４に示すように、ワイピングノズル１２の上方に設けた、ワイピングガスの上昇流に対するカウンター流を供給する補助ノズル１３から加熱気体を吹き付けることが好ましい。加熱気体は、鋼板温度が４２０℃以上となるように吹き付けることが好ましい。気体の加熱方法は特に限定されない。燃料ガスを燃焼して得た高温ガスや、熱交換器を用いて高温の加熱ガスと熱交換して得た高温ガスを補助ノズルに供給する等の公知技術によって容易に可能である。
【００３３】
また、図５に示すように、ワイピングノズル１２の上方に補助ノズル１３、補助ノズル１３の上方に加熱装置１４を設け、補助ノズル１３から常温ガスを吹付けたのち、加熱装置１４を用いて鋼帯を加熱して、鋼帯温度を４２０℃以上の温度域に少なくとも１．０秒間保持してもよい。加熱装置の加熱手段は特に限定されない。例えばガス加熱、誘導加熱などを使用できる。なお、必要があれば補助ノズル１３から加熱ガスを吹付けてもよい。
【００３４】
ワイピングガスの上昇流の流速が１５ｍ／ｓ超となる領域が長いと、さざ波の凹凸が大きく成長し、その後のレベリング効果でも凹凸を十分平坦化できなくなるので、その領域はあまり長くない方が良い。この領域の長さはライン速度により異なり、低速では短い領域であっても急速に成長するため、限界領域の長さは相対的に短くなる。ライン速度をｖ（ｍ／ｓ）としたときに、限界領域のおおよその目安の長さ（ｍ）は下記の式で表される。
ｙ＝０．１２ｖ２＋０．５０ｖ
したがって、ワイピングノズルと補助ノズルからの気体の鋼帯吹き付け部の間隔（Ｌ）は上記限界領域の長さｙ以下とすることが好ましい。また、このことから、ライン速度が速い場合は、限界領域の長さが長くなるので補助ノズル位置は高くてもよい（すなわち、補助ノズル位置はあまり低くする必要はない）が、ライン速度が低い場合は限界領域の長さが短くなるので補助ノズル位置は低くしないといけない。
【００３５】
たとえば、ｖ＝８０ｍｐｍの時、ｙ≒０．８８ｍとなり、１５ｍ／ｓ超の領域の長さはワイピング後から８８０ｍｍ以内に制限することが好ましい。
【００３６】
補助ノズルからのガス吹き付け条件は、特に限定されるものではないが、補助ノズル１３によってさざ波の成長を効果的に防止し、また補助ノズル１３がワイピングノズル１２のワイピング性に影響を及ぼすことを防止するには、補助ノズル１３のスリットギャップをＢ、吹き付け圧力をＰ、またワイピングノズル１２のスリットギャップをＢ０、吹き付け圧力をＰ０、ワイピングノズル１２のスリットギャップＢ０に対する補助ノズル１３のスリットギャップＢの比、Ｂ０／ＢをＲｄとしたときに、Ｒｄ≦２／３及びＰ≦０．２ｋｇｆ／ｃｍ２で、かつＰ／Ｐ０は、下式を満足することが好ましい。
Ｒｄ／６≦Ｐ／Ｐ０≦Ｒｄ
このように限定するのは、補助ノズル１３によるワイピング力がワイピングノズル１２のワイピング力より大きくならないようにし、かつ補助ノズル１３によってワイピングノズル１２の上昇流に対向しうる気体の流れを生成するためである。
【００３７】
すなわち、ワイピング力は、圧力にもっとも大きく影響されるので、補助ノズル１３の圧力Ｐは小さい方が好ましい。補助ノズル１３の圧力Ｐが０．２ｋｇｆ／ｃｍ２を超えるとワイピングノズル１２によるワイピングに影響を与えるようになる。補助ノズル１３の圧力Ｐを小さくしても、補助ノズル１３によってワイピングノズル１２の上昇流に対向しうる十分な流れを生成させる必要がある。そのために、補助ノズル１３のスリットギャップＢをワイピングノズル１２のスリットギャップＢ０の１．５倍以上、すなわちＲｄを２／３以下にすることが好ましい。Ｒｄが２／３超になると、補助ノズル１３によってワイピングノズル１２の上昇流に対向しうる十分な流れを生成させることができなくなるおそれがある。
【００３８】
補助ノズル１３の圧力Ｐのワイピングノズル１２の圧力Ｐ０に対する比Ｐ／Ｐ０は小さい方が良いが、あまり小さすぎると、ワイピングノズル１２による上昇流をせき止めることができなくなる。ワイピングノズル１２による上昇流をせき止め、本発明で意図する効果を発現するには、Ｐ／Ｐ０をＲｄ／６以上にすることが好ましい。この値は、さまざまなスリットギャップ比のノズルで実験を行い、導き出された。一方、Ｐ／Ｐ０がＲｄより大きくなると、補助ノズル１３から吹付けられる気体流量が大きくなりすぎて、ワイピングノズル１２によるワイピングへの影響が避けられなくなり、スプラッシュ等が発生しやすくなる。したがって、Ｐ／Ｐ０はＲｄを超えないことが好ましい。
【００３９】
また、補助ノズル１３からの気体の吹きつけ方向（図４の角度θ）は、水平下向きに３０°以上８０°以下とすることが好ましい。気体の吹きつけ方向が前記範囲内にあるとワイピングノズル１２による上昇流をより効率的にせき止めることができる。吹きつけ角度θが３０°未満になると補助ノズル１３で発生する上昇流の影響が大きくなり、さざ波が成長しやすくなる。吹付け角度θが８０°を超えると、鋼帯への衝突圧力が小さくなり、ワイピングノズル１２の上昇流を抑制することが困難となる。吹付け角度θは、４５°以上８０°以下がより好ましい。
【００４０】
本発明によれば、ワイピングノズルでワイピング後にさざ波状欠陥の成長を抑制できるので、従来法に比べてさざ波状欠陥の発生を顕著に抑制し、表面外観に優れた溶融金属めっき鋼帯を製造することができる。
【実施例１】
【００４１】
図５に示す亜鉛めっき浴槽の上方にワイピングノズル（主ノズル）１２、その上方に補助ノズル１３、その上方に加熱装置１４を設置した連続溶融めっき装置を用いて、厚さ０．７ｍｍ×幅１２００ｍｍの鋼板に溶融亜鉛めっき（浴温度：４６０℃）を行い、ワイピングノズル１２でワイピング後、溶融状態にあるめっき表面に補助ノズル１３から気体を吹付ける試験を行い、めっき層が凝固後のめっき表面のさざ波程度を評価した。加熱装置は誘導加熱装置で最大加熱長さは６ｍ（浴面から２０００〜８０００ｍｍ）で、４ゾーン（各ゾーンの長さは１．５ｍ）に分割してあり、各ゾーン毎に独立して加熱可能である。
【００４２】
試験は、ワイピングノズル、補助ノズルから吹き付ける気体は常温空気を使用し、基本条件として、ワイピングノズル１２のギャップＢ０は０．８ｍｍ、鋼板までの距離Ｄ０は１０ｍｍ、ワイピングノズル１２の圧力Ｐ０は０．４６ｋｇｆ／ｃｍ２、浴面とワイピングノズルの間隔は４００ｍｍ、補助ノズル１３のギャップＢは４ｍｍ、圧力Ｐは０．０２３ｋｇｆ／ｃｍ２、吹き付け方向（水平方向下向き角度θ）は４５度、鋼板までの距離Ｄ１は５０ｍｍ、ワイピングノズル１２のガス吹き付け部と補助ノズル１３のガス吹き付け部の間隔Ｌは１０００ｍｍ、鋼板走行速度は１２０ｍｐｍ、付着量は７０ｇ／ｍ２で一定とした。加熱装置１４の加熱条件（加熱ゾーン数のおよび出力）を変更し、めっき皮膜の乾き線位置を観察し、ワイピングノズルと乾き線位置までの距離を求め、これを鋼板温度が４２０℃以上となる領域の長さとした。まためっき皮膜の乾き線位置における上昇流の流速を熱線風速計で測定した。
【００４３】
さざ波の程度は、粗さ計でめっき鋼板の表面粗さを鋼板通板方向に長さ５０ｍｍ測定し、その測定値から鋼板自体のうねり成分を差し引くことで、めっき皮膜自体の付着量差を求め、その差を厚さに換算し、以下のように評価した。評価×は建材用途等の一般用途のみ適用可能な外観品質、△は自動車内板に適用可能な外観品質、○は自動車外板標準品質をクリアできる外観品質、◎は自動車外販の最高品質をクリアできる外観品質である。
×：１．５μｍ超
△：１．０μｍ超〜１．５μｍ以下
○：０．５μｍ超〜１．０μｍ以下
◎：０．５μｍ以下
試験条件とさざ波の評価結果を表１に記載する。
【００４４】
【表１】
【００４５】
試験Ｎｏ．３〜５（本発明例）は、補助ノズル及び加熱装置を使用しない試験Ｎｏ．１（従来例）、鋼板温度は４２０℃以上の保持時間が第１発明範囲を外れる試験Ｎｏ．２（比較例）に比べて、めっき皮膜の凹凸量が少なく、さざ波が極めて軽微で、自動車外販の最高品質をクリアできる外観品質が得られている。
【００４６】
図６は、補助ノズル使用した場合、補助ノズルを使用しない場合のめっき外観写真の一例を示したものである。左側の（ａ）は補助ノズルを使用しない場合（試験Ｎｏ．１）、右側の（ｂ）は補助ノズルを使用した場合（試験Ｎｏ．５）で、外観の濃淡の模様がさざ波である。左側の写真では、濃淡の模様が顕著で、さざ波が明りょうに認められるのに対して、右側の写真では濃淡の模様が軽微で、さざ波が極めて軽微であることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の溶融金属めっき鋼帯の製造方法は、さざ波を防止し、表面外観に優れた溶融金属めっき鋼帯を製造方法する方法として利用することができる。
【００４８】
本発明の鋼帯の連続溶融金属めっき装置は、さざ波と呼ばれる表面欠陥を防止し、外観に優れる溶融金属めっき鋼帯を製造するための装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】従来の連続溶融めっき装置の要部構成例を示す断面図である。
【図２】さざ波の成長メカニズムを説明するめっき皮膜表面近傍部分の気体の流れを説明する模式図である。
【図３】ワイピングガスの上昇流の流速を説明する図である。
【図４】本発明の実施に使用する連続溶融めっき装置のめっき浴上方に設置するワイピングノズル（主ノズル）と補助ノズルの配置を説明する断面図である。
【図５】本発明の実施に使用する連続溶融めっき装置のめっき浴上方に設置するワイピングノズル（主ノズル）、補助ノズル及び加熱装置の配置を説明する断面図である。
【図６】補助ノズル使用した場合、使用しない場合のめっき外観の一例を示す図面代用の写真で，左側の写真（ａ）は補助ノズルを使用しない場合、右側の写真（ｂ）は補助ノズルを使用した場合である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 鋼帯
２ 連続炉
３ スナウト
４ めっき浴槽
５ 亜鉛浴
６ パス周回ロール（シンクロール）
７ サポートロール
８ ワイピングノズル
９ トップロール
１１ 鋼帯（めっき鋼帯）
１２ ワイピングノズル（主ノズル）
１３ 補助ノズル
１４ 加熱装置
２１ めっき鋼板
２２ めっき皮膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼帯を、溶融金属めっき浴槽内のめっき浴に連続的に浸漬してめっきを行ったのちめっき浴から引上げ、めっき浴上方に設置したワイピングノズルからめっき鋼帯にワイピングガスを吹付けてめっき金属付着量を調整する溶融金属めっき鋼帯の製造方法において、ワイピングノズルの上方に補助ノズルを設け、該補助ノズルから鋼帯全巾に気体を吹付けてワイピングガスの上昇流に対するカウンター流を供給するとともに、鋼帯に気体を吹き付けたのち鋼帯温度を４２０℃以上の温度域に少なくとも１．０秒間保持することを特徴とする溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【請求項２】
補助ノズルから吹付けるワイピングガスの上昇流に対するカウンター流を供給することによって、前記鋼帯温度が４２０℃以上の温度域における気体上昇流の流速を１５ｍ／ｓ以下にすることを特徴とする請求項１に記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【請求項３】
補助ノズルから吹き付ける気体に加熱された気体を用いることによって鋼帯温度を４２０℃以上の温度域に少なくとも１．０秒間保持することを特徴とする請求項１または２に記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【請求項４】
補助ノズルから鋼帯全巾にワイピングガスの上昇流に対するカウンター流となる気体を鋼帯全巾に吹付けたのち、加熱装置で鋼帯を加熱して鋼帯温度を４２０℃以上の温度域に少なくとも１．０秒間保持することを特徴とする請求項１または２に記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【請求項５】
鋼帯を、溶融金属めっき浴槽内のめっき浴に連続的に浸漬してめっきを行ったのちめっき浴から引上げ、めっき浴上方に設置したワイピングノズルからめっき鋼帯にワイピングガスを吹付けてめっき金属付着量を調整する溶融金属めっき装置において、ワイピングノズルの上方に鋼帯全巾に加熱された気体を吹付けてワイピングガスの上昇流に対するカウンター流を供給する補助ノズルを備えることを特徴とする溶融金属めっき装置。
【請求項６】
鋼帯を、溶融金属めっき浴槽内のめっき浴に連続的に浸漬してめっきを行ったのちめっき浴から引上げ、めっき浴上方に設置したワイピングノズルからめっき鋼帯にワイピングガスを吹付けてめっき金属付着量を調整する溶融金属めっき装置において、ワイピングノズルの上方に、ワイピングノズルの上方に鋼帯全巾に気体を吹付けてワイピングガスの上昇流に対するカウンター流を供給する補助ノズルと、補助ノズルの上方にめっき皮膜をレベリングする加熱装置を備えることを特徴とする溶融金属めっき装置。
【請求項１】
鋼帯を、溶融金属めっき浴槽内のめっき浴に連続的に浸漬してめっきを行ったのちめっき浴から引上げ、めっき浴上方に設置したワイピングノズルからめっき鋼帯にワイピングガスを吹付けてめっき金属付着量を調整する溶融金属めっき鋼帯の製造方法において、ワイピングノズルの上方に補助ノズルを設け、該補助ノズルから鋼帯全巾に気体を吹付けてワイピングガスの上昇流に対するカウンター流を供給するとともに、鋼帯に気体を吹き付けたのち鋼帯温度を４２０℃以上の温度域に少なくとも１．０秒間保持することを特徴とする溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【請求項２】
補助ノズルから吹付けるワイピングガスの上昇流に対するカウンター流を供給することによって、前記鋼帯温度が４２０℃以上の温度域における気体上昇流の流速を１５ｍ／ｓ以下にすることを特徴とする請求項１に記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【請求項３】
補助ノズルから吹き付ける気体に加熱された気体を用いることによって鋼帯温度を４２０℃以上の温度域に少なくとも１．０秒間保持することを特徴とする請求項１または２に記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【請求項４】
補助ノズルから鋼帯全巾にワイピングガスの上昇流に対するカウンター流となる気体を鋼帯全巾に吹付けたのち、加熱装置で鋼帯を加熱して鋼帯温度を４２０℃以上の温度域に少なくとも１．０秒間保持することを特徴とする請求項１または２に記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【請求項５】
鋼帯を、溶融金属めっき浴槽内のめっき浴に連続的に浸漬してめっきを行ったのちめっき浴から引上げ、めっき浴上方に設置したワイピングノズルからめっき鋼帯にワイピングガスを吹付けてめっき金属付着量を調整する溶融金属めっき装置において、ワイピングノズルの上方に鋼帯全巾に加熱された気体を吹付けてワイピングガスの上昇流に対するカウンター流を供給する補助ノズルを備えることを特徴とする溶融金属めっき装置。
【請求項６】
鋼帯を、溶融金属めっき浴槽内のめっき浴に連続的に浸漬してめっきを行ったのちめっき浴から引上げ、めっき浴上方に設置したワイピングノズルからめっき鋼帯にワイピングガスを吹付けてめっき金属付着量を調整する溶融金属めっき装置において、ワイピングノズルの上方に、ワイピングノズルの上方に鋼帯全巾に気体を吹付けてワイピングガスの上昇流に対するカウンター流を供給する補助ノズルと、補助ノズルの上方にめっき皮膜をレベリングする加熱装置を備えることを特徴とする溶融金属めっき装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−７０６６３（Ｐ２００７−７０６６３Ａ）
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２５６６９９（Ｐ２００５−２５６６９９）
【出願日】平成１７年９月５日（２００５．９．５）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月５日（２００５．９．５）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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