溶融金属めっき鋼帯の製造方法
【課題】通常通板速度だけでなく、通板速度を高めた場合においても、スプラッシュ欠陥の発生を長期間抑制し、表面品質に優れる溶融金属めっき鋼帯を安定製造できるようにする。
【解決手段】溶融金属めっき浴８から連続的に引き上げられる鋼帯Ｓの表面に、鋼帯Ｓを挟んでその両面に対向配置したワイピングノズル１からガスを吹き付けて付着金属の厚さを制御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１の上方あるいは背面に、複数の開口部を有し、正電荷または負電荷に帯電した第１の帯電構造体２を、鉛直方向の高さ位置がワイピングノズル上面から浴上サポートロールの高さ位置までの領域内にあるようにして、鋼帯幅方向に延在させて設置したことを特徴とする溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【解決手段】溶融金属めっき浴８から連続的に引き上げられる鋼帯Ｓの表面に、鋼帯Ｓを挟んでその両面に対向配置したワイピングノズル１からガスを吹き付けて付着金属の厚さを制御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１の上方あるいは背面に、複数の開口部を有し、正電荷または負電荷に帯電した第１の帯電構造体２を、鉛直方向の高さ位置がワイピングノズル上面から浴上サポートロールの高さ位置までの領域内にあるようにして、鋼帯幅方向に延在させて設置したことを特徴とする溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融金属めっきプロセスにおいて、通常通板速度だけでなく、高速通板速度においてもスプラッシュ欠陥を軽減できる溶融金属めっき鋼帯の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
連続溶融めっきプロセス等においては、図５に示すように、一般的に溶融金属が満たされているめっき浴８に鋼帯Ｓを浸漬させシンクロール７で方向転換した後、該鋼帯Ｓを鉛直上方に引き上げる工程の後に、鋼帯表面に付着した溶融金属が板幅方向および板長手方向に均一に所定のめっき厚になるように、この鋼帯Ｓを挟んで対向して設けた鋼帯幅方向に延在するワイピングノズル１から加圧気体を鋼帯上に噴出させて、余剰な溶融金属を絞り取り、溶融金属の付着量（めっき付着量）を制御するガスワイピング装置が設けられている。
【０００３】
ワイピングノズル１は、多様な鋼帯幅に対応すると同時に鋼帯引き上げ時の幅方向のズレなどに対応するため、通常、鋼帯幅より長く、すなわち鋼帯Ｓの幅端部より外側まで延びている。このようなガスワイピング方式では、鋼帯Ｓに衝突した噴流の乱れによって下方に落下する溶融金属が周囲に飛び散る、いわゆるスプラッシュが鋼帯Ｓに付着することによる欠陥が発生し、鋼帯の表面品質の低下を招く。
【０００４】
また、連続プロセスにおいて、生産量を増加させるには、鋼帯通板速度を増加させればよいが、連続溶融めっきプロセスにおいてガスワイピング方式でめっき付着量を制御する場合、溶融金属の粘性により、鋼帯通板速度の増加に伴って鋼帯のめっき浴通過直後の初期付着量が増加するため、めっき付着量を一定範囲内に制御するには、ワイピングガス圧力をより高圧に設定せざるを得ず、それによってスプラッシュが大幅に増加し、良好な表面品質を維持できなくなる。
【０００５】
上記の問題を解決するため、以下の発明が開示されている。
【０００６】
特許文献１は、図６に示すように、ワイピングガス供給本管２１とワイピングノズル２３の間に金属板２４を設置し、さらにワイピングガス供給本管２１と合金化炉２５の間にフィルター２６を鋼板Ｓに沿った形で設置する。めっき浴面２７で発生しためっき金属飛沫（スプラッシュ）が、ワイピングノズル２３の外側を回ってワイピング終了後の鋼板Ｓに向かう際に、フィルター２６で除去することで、鋼板Ｓにスプラッシュが付着するのを防止する。２２は、ワイピングガス供給本管２１とワイピングノズル２３を接続するガス供給配管である。
【０００７】
特許文献２には、図７に示すように、ワイピングノズル３１後方に張り出させた整流板３２およびワイピングノズル３１上の前部に堰３３を設けることで、めっき鋼帯Ｓへのスプラッシュ３４の付着を防止する方法が開示されている。
【０００８】
特許文献３には、図８に示すように、ヘッダー管４１からワイピングノズル４２へのガス供給配管４３および／またはワイピングノズル４２本体に融点が４５０℃以下の繊維状あるいは不織布によるスプラッシュ吸着材４４を配設し、スプラッシュをスプラッシュ吸着材４４で吸着することでめっき鋼帯Ｓへのスプラッシュの付着を防止する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平５−３０６４４９号公報
【特許文献２】特開２０００−３２８２１８号公報
【特許文献３】特開２００９−１６７４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、特許文献１に開示された方法では、フィルター２６のメッシュを大きくするとフィルター２６の効果がなくなり、メッシュを小さくするとフィルター２６の外側を回ったスプラッシュが金属板２４に付着するのは抑えられるものの、ワイピングノズル２３の背面を回らないで、フィルター２６と金属板２４の間に直接進入したスプラッシュはフィルター２６の外に排出されにくくなるため、スプラッシュ欠陥の発生を防止する効果が不十分であることがわかった。
【００１１】
特許文献２に開示された方法では、ワイピングノズル３１の背面を回って上方に飛来するスプラッシュがめっき鋼帯に付着するのを防止することができず、また操業中にワイピングノズル３１後方に張り出させた整流板３２の上に堆積したスプラッシュ（金属粉）がワイピング条件（ワイピングガス圧やノズル高さ等）の変化によるワイピングガス流れの変化によって再飛散するようになり、この現象は時間が経つほど顕在化し、安定してスプラッシュ付着を防止することができないことがわかった。
【００１２】
特許文献３に開示された方法では、当初はスプラッシュの捕集は良好だが、一旦スプラッシュが付着した部分はその後スプラッシュが飛来すると捕集されなくなる。スプラッシュが特に多く発生・飛散するのは鋼帯エッジ部分であるため、鋼帯エッジ部分に対応する位置のスプラッシュ吸着材４４にスプラッシュが付着しやすい。操業中にスプラッシュ吸着材４４を交換することは困難なので、スプラッシュ捕集効果は、連続溶融亜鉛めっきラインの通常操業（１２０〜１５０ｍｐｍ）の場合、スプラッシュ吸着材４４を設置してから短期間（１週間程度）しか維持できないことがわかった。
【００１３】
本発明は、上記の問題点を解決し、通常通板速度だけでなく、通板速度を高めた場合においても、スプラッシュ欠陥の発生を長期間抑制し、表面品質に優れる溶融金属めっき鋼帯を安定製造できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決する本発明の手段は次のとおりである。
【００１５】
［１］溶融金属めっき浴から連続的に引き上げられる鋼帯の表面に、鋼帯を挟んでその両面に対向配置したワイピングノズルからガスを吹き付けて付着金属の厚さを制御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あるいは背面に、複数の開口部を有し、正電荷または負電荷に帯電した第１の帯電構造体を、鉛直方向の高さ位置がワイピングノズル上面から浴上サポートロールの高さ位置までの領域内にあるようにして、鋼帯幅方向に延在させて設置したことを特徴とする溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【００１６】
［２］複数の開口部を有し、前記第１の帯電構造体とは逆の電荷に帯電した第２の帯電構造体を、鉛直方向の高さ位置が、前記第１の帯電構造体の上端から浴上サポートロールの高さ位置までの領域内にあるようにして、鋼帯幅方向に延在させて設置したことを特徴とする前記［１］に記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【００１７】
［３］前記第１の帯電構造体は、開口率が２０〜８０％の帯状体であることを特徴する前記［１］または［２］に記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【００１８】
［４］前記第２の帯電構造体は、開口率が２０〜８０％の帯状体であることを特徴する［２］または［３］に記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【００１９】
［５］前記第１の帯電構造体及び前記第２の帯電構造体は、静電気発生装置によって帯電されることを特徴する前記［１］〜［４］のいずれかに記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【００２０】
［６］ワイピングノズルと前記第１の帯電構造体は電気的に絶縁されていることを特徴とする前記［１］〜［５］のいずれかに記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ワイピングノズル上方に正または負に帯電した帯電構造体を設置することによって、通常通板速度だけでなく、通板速度を高めた場合においても、長期間スプラッシュを捕集できるため、スプラッシュ欠陥の発生を抑制し、表面品質に優れる溶融金属めっき鋼帯を安定して製造できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施に使用するガスワイピング装置の実施形態を示す側面図である。
【図２】ワイピングノズル周辺のスプラッシュ飛散経路を示す図である。
【図３】本発明の実施に使用する帯電構造体の実施形態の一例を示す図である。
【図４】帯電構造体の開口率とスプラッシュ捕集率の関係を示す図である。
【図５】一般的な連続溶融金属めっき鋼帯の製造装置の概略側面図である。
【図６】特許文献１で使用されるガスワイピング装置の要部を示す図である。
【図７】特許文献２で使用されるガスワイピング装置の要部を示す図である。
【図８】特許文献３で使用されるガスワイピング装置の要部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
溶融金属めっき鋼帯を製造する際に、溶融金属めっき浴から連続的に引き上げられる鋼帯の表面に、鋼帯を挟んでその両面に対向配置したワイピングノズルから加圧気体を鋼帯面に吹き付けて付着金属の厚さを制御する。その際に溶融金属のスプラッシュが飛散し、飛散したスプラッシュが鋼帯に付着して鋼帯の表面品質を低下させる問題がある。
【００２４】
本発明者らは、飛散したスプラッシュ（金属粉）を捕集する方法について検討した。その結果、スプラッシュは、ある程度の速度を有していても、正または負に帯電した物体に吸い寄せられることがわかった。そして、スプラッシュの飛散経路を考慮して帯電した構造体をワイピングノズルの上方または背面に設置するとともに、前記構造体を、開口部を有するようにすることで、ワイピングの際に発生したスプラッシュを捕集する効果を長期間維持することが可能になり、スプラッシュ付着による欠陥を顕著に低減できることを見出した。
【００２５】
本発明では、ワイピングノズルの上方あるいは背面に、複数の開口部を有し、正電荷または負電荷に帯電した帯電構造体（第１の帯電構造体）を、鉛直方向の高さ位置が、ワイピングノズル上面から浴上サポートロールの高さ位置までの領域内にあるようにして、鋼帯幅方向に延在させて設置する。浴上サポートロールの高さ位置とは、浴上サポートロール外周上端である。
【００２６】
第１の帯電構造体によって、ワイピングノズルの下方に飛散し、浴面で跳ね返った後、ワイピングノズルの背面を回って鋼帯側に移動するスプラッシュを捕集する。ワイピングノズルの背面を回って鋼帯側に移動するスプラッシュは、ワイピングノズル上面とワイピングガス供給ヘッダーの間を通って鋼帯側に搬送されるものが多いので、第１の帯電構造体をワイピングノズル上面とワイピングガス供給ヘッダーの間に設置することで、小さなサイズの第１の帯電構造体でありながら、スプラッシュを効果的に捕集してスプラッシュ欠陥の発生を低減することができる。
【００２７】
複数の開口部を有する別の帯電構造体（第２の帯電構造体）を、前記第１の帯電構造体と逆の電荷に帯電させ、鉛直方向の高さ位置が、前記第１の帯電構造体の上端から浴上サポートロールの高さ位置までの領域内にあるようにして、鋼帯幅方向に延在させて設置することで、スプラッシュ付着に起因する欠陥の発生をさらに低減することができる。
【００２８】
以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。
【００２９】
図１は、本発明の実施に使用するガスワイピング装置の実施形態を示す図の側面図である。図１において、１はワイピングノズル、２は第１の帯電構造体、３は第２の帯電構造体、４はワイピングガス供給ヘッダー、５はワイピングガス供給ヘッダー４からワイピングノズル１に加圧気体（ワイピングガス）を送るガス配管、６は浴上サポートロール、７はシンクロール、８はめっき（溶融金属浴）、Ｓは鋼帯である。
【００３０】
図１の装置では、第１の帯電構造体２は、ワイピングノズル１上面とワイピングガス供給ヘッダー４の間に設置されるとともに、ガス配管５よりも鋼帯側に設置されている。第２の帯電構造体３は、一端が浴上サポートロール６に近接して配置され、もう一端はワイピングガス供給ヘッダー４に近接して配置され、鉛直方向の高さ位置は、前記第１の帯電構造体２の上端部から浴上サポートロール６の高さ位置までの領域内にある。第１の帯電構造体２、第２の帯電構造体３は、鋼帯幅方向に延在して設置され、その長さはワイピングノズル幅と同程度である。
【００３１】
第１の帯電構造体２、第２の帯電構造体３は、複数（多数）の開口部を有する帯状体からなり、正電荷または負電荷に帯電される。但し、第２の帯電構造体３は、第１の帯電構造体２と逆の電荷に帯電される。複数（多数）の開口部を有する帯状体は、例えば網状の帯状体、パンチシート等を例示できるが、これに限定されない。
【００３２】
図１の装置は、第１の帯電構造体２と第２の帯電構造体３を備えることで、ガスワイピングの際に発生したスプラッシュを捕集し、スプラッシュ欠陥の発生を長期間防止することができる。この点についてさらに説明する。
【００３３】
図２は、ガスワイピング装置におけるスプラッシュの飛散経路例を示した模式図である。図中の点線矢印はスプラッシュの飛散経路を示す。ワイピングノズル１から噴出されて鋼帯Ｓに衝突した噴流の乱れによって溶融金属のスプラッシュが発生する。通常、多くのスプラッシュは、経路（イ）、（ロ）のようにワイピングノズル１の下方に飛散し、その一部が浴面で跳ね返ってワイピングノズル１背面を上方に流れるガス流によって舞い上がり、経路（イ）のようにワイピングノズル１の背面を回ってガス配管５（鋼帯幅方向に、適度なピッチで複数本配設される場合が多い）の間を通ってノズル上面側に進入し、経路（ヘ）のようにして鋼帯Ｓに付着し、または経路（ロ）のようにワイピングガス供給ヘッダー４の背面を回ってさらに上方の浴上サポートロール６付近まで舞い上がって鋼帯Ｓに付着する。経路（イ）で鋼帯側に移動するスプラッシュの方が経路（ロ）で鋼帯側に移動するラッシュよりも多い。
【００３４】
また、対向するワイピングノズルから噴射されたワイピングガスが鋼帯エッジ部分で干渉することにより発生したスプラッシュは、経路（ハ）のようにワイピングノズル１上面側に飛散し、ワイピングノズル１上面あるいはガス配管５に付着したり、または付着せずに跳ね返ったりする。跳ね返ったスプラッシュは直接鋼帯Ｓに付着するものもある。また、跳ね返ったスプラッシュがワイピングノズル１上面を転がり落ちて、経路（ニ）のように鋼帯Ｓに衝突後のワイピングガスの上昇流によって鋼帯Ｓに沿って上方に飛散して鋼帯Ｓに付着し、また経路（ホ）のように跳ね返ってワイピングノズル１上方に戻り、前記経路（ヘ）のようにして鋼帯Ｓに付着する。
【００３５】
鋼帯Ｓにスプラッシュが付着するのを防止するには、ワイピングノズル１の背面を回り、経路（イ）で鋼帯側に移動するスプラッシュを減らすことが最も重要であるが、さらに、経路（ロ）で鋼帯側に移動するスプラッシュを減らすこと、対向するワイピングノズル１から噴射されたワイピングガスが鋼帯エッジ部分で干渉することにより発生したスプラッシュが鋼帯に付着するのを防止すること、及び、ワイピングガスの上昇流によって鋼帯Ｓに沿って上昇し、浴上サポートロール６で跳ね返ったスプラッシュがワイピングノズル１の上方に戻った後経路（ホ）、（ヘ）を経て鋼帯Ｓに付着するのを防止できることが望ましい。
【００３６】
帯状構造体（第１の帯状構造体２、第２の帯状構造体３）が開口部を有しない帯状体であると、ガス流れは帯状構造体に沿う流れか、衝突後反流になるため、スプラッシュが帯状構造体に接近しにくい。そのため、帯電構造体を帯電させても、帯電構造体によってスプラッシュを効率的に吸着・捕集することができない。帯電構造体を、開口部を有するようにすることで、ガス流れが帯状構造体を容易に通過できることから、スプラッシュが帯状構造体に接近しやすくなる。帯状構造体が帯電していることで、スプラッシュを帯電構造体に効率的に吸着・捕集できるようになる。帯状構造体に吸着したスプラッシュは、帯電構造体と同じ電荷に帯電するため、スプラッシュが帯電構造体に吸着しても、帯電構造体のスプラッシュ吸着効果は低下しない。その結果、長期間安定して良好なスプラッシュ吸着・捕集効果を維持することができる。また、帯状構造体が開口部を有することで、帯状構造体を設置してもワイピングガス流れへの影響が少なく、従来のワイピング条件とほぼ同様のワイピング条件でめっき付着量制御を行うことができる利点もある。
【００３７】
第１の帯電構造体２は、経路（イ）でワイピングノズル１の背面を回った後鋼帯側に移動するスプラッシュを捕集する。第１の帯電構造体２は、さらに、経路（ハ）のスプラッシュ（ワイピングガスが鋼帯エッジ部分で干渉して発生したスプラッシュ）、経路（ホ）のスプラッシュ（浴上サポートロール６で跳ね返った後ワイピングノズル１上方に移動するスプラッシュ）を捕集する効果もある。
【００３８】
第１の帯状構造体２は、ワイピングノズル１と電気的絶縁性を確保して配置されることが好ましい。第１の帯状構造体２は、ワイピングノズル１と絶縁性を確保できる程度の間隔を設けて配置することもできるが、両者の間に絶縁体を配置して絶縁性を確保すること好ましい。第１の帯状構造体２は、ワイピングガス供給ヘッダー４、ガス配管５とも、ワイピングノズル１と同様の絶縁性を確保することが望ましい。
【００３９】
図３は図１の装置で使用する第１の帯電構造帯２の実施形態の一例を示す。第１の帯電構造体２を帯電させるには、市販のコロナ放電装置１０等を構造体２近傍に設置して帯電させればよく、別手段でもかまわない。電荷の符号は、一般に知られている帯電列を参考にすればよく、例えばめっき金属が亜鉛の場合は、周囲にある鉄鋼素材に対して正（プラス）の電荷をもつため、第１の帯電構造体２は負（マイナス）の電荷を付与すればよい。帯電量が多すぎると第１の帯電構造体２からの放電が発生し、少なすぎるとスプラッシュ捕集能が低下するので、第１の帯電構造体２は適宜帯電量に帯電させればよい。帯電量制御のために帯電センサ（電位センサ）１１を適宜設置することで、帯電量を監視しながら操業することが可能となる。図３中の矢印は放電方向を示す。
【００４０】
第１の帯電構造体２は、ワイピングノズル１の背面側（反鋼帯側）に配置することもできる。この場合、第１の帯電構造体２下端をワイピングノズル１後部（反鋼帯側）に近接して設置し、かつガス配管５の背面側（反鋼帯側）に設置することが好ましい。
【００４１】
飛散するスプラッシュをより多く捕集するには、第１の帯電構造体２の上方に第２の帯電構造体３を設置することが望ましい。
【００４２】
図１の装置では、第２の帯電構造体３は、一端が浴上サポートロール６の外周面に近接し、もう一端がワイピングガス供給ヘッダー４に近接し、ワイピングガス供給ヘッダー４と浴上サポートロール６の間に設置されている。第２の帯電構造体３は、第１の帯電構造体２とは、逆の電荷に帯電される。第２の帯電構造体３は、浴上サポートロール６とは電気的絶縁性を確保して配置される。第２の帯電構造体３は、浴上サポートロール６と絶縁性を確保できる程度の間隔を設けて配置することもできるが、両者の間に絶縁体を配置することが好ましい。第２の帯電構造体３は、ワイピングガス供給ヘッダー４とも、浴上サポートロール６と同様の絶縁性を確保することが望ましい。
【００４３】
第２の帯電構造体３は、経路（ロ）でワイピングノズル１の背面を回った後、鋼帯側に移動するスプラッシュを捕集し、またさらに、経路（ホ）のスプラッシュ（浴上サポートロール６で跳ね返った後ワイピングノズル１上方に移動するスプラッシュ）を捕集する。また、第２の帯電構造体３の近傍を通過したものの、第２の帯電構造体３で捕集されなかったスプラッシュは、第１の帯電構造体２とは逆の電荷が付与されるため、その後第１の帯電構造体２によってスプラッシュが捕集されやすくなる効果もある。
【００４４】
経路（ロ）のスプラッシュが、第２の帯電構造体３を通過せずに、第２の帯電構造体３と浴上サポートロール６間を通って鋼帯側に移動することがなく、また経路（ホ）のスプラッシュが、浴上サポートロール６で跳ね返った後、第２の帯電構造体３を通過せずに、第２の帯電構造体３と浴上サポートロール６間を通ってワイピングノズル１上方に移動することがなければ、第２の帯電構造体３は浴上サポートロール６とある程度の間隔を設けて配置されていてもよく、または第２の帯電構造体３が浴上サポートロール６よりも低い位置に配置されていてもよい。
【００４５】
第２の帯電構造体３は、前記した第１の帯電構造体２と同様の構成のものを用い、同様の方法で帯電させることができる。但し、第１の帯電構造体２とは、逆の電荷に帯電させる。
【００４６】
第１の帯電構造体２、第２の帯電構造体３には、上記したような作用があるので、第１の帯電構造体２を設置してガスワイピングすることで、長期間、良好なスプラッシュ吸着・捕集効果を維持することでき、さらに第２の帯電構造体３を設置してガスワイピングすることで、長期間、より良好なスプラッシュ吸着・捕集効果を維持することできるようになる。その結果、スプラッシュ付着による欠陥の発生を顕著に低減することができるようになる。
【００４７】
なお、第１の帯電構造体２の上端がワイピングガス供給ヘッダー４より上方にあるように配置して、第１の帯電構造体２によって、経路（イ）及び経路（ロ）で鋼帯側に移動するスプラッシュを捕集するようにしてもよい。第１の帯電構造体２と第２の帯電構造体３が近接して配置されるときは、第１の帯電構造体２と第２の帯電構造体３は、電気的絶縁性を確保するようにして配置する。両者の間に絶縁体を配置して絶縁性を確保することが好ましい。
【００４８】
第１の帯電構造体２、第２の帯電構造体３が吸着・捕集したスプラッシュは、浴中ロール替え等の操業停止時に除電装置を用いて一時的に除電し、掃除機のような吸引手段を用いることで容易に吸引除去することができる。
【００４９】
帯電構造体の開口率最適化を検討するために、簡易的な実験を行った。風速１ｍ／ｓの気流の中にφ０．０５〜０．５ｍｍの亜鉛粉を投入し、下流側に−５０ｋＶに帯電させて種々の開口率を有するプラスチックシートを設置して、亜鉛粉を捕集する実験を行った結果を図４に示す。捕集率は、投入した亜鉛粉重量に対する、プラスチックシートに付着した亜鉛粉重量の比率（％）である。帯電構造体の開口率が２０〜８０％の範囲で捕集率が５０％以上となり、開口率が４０〜７０％の範囲で捕集率が８０％以上となっている。この結果から、開口率は２０〜８０％が好ましく、４０〜７０％がさらに好ましい。また、開口部の寸法は、小さくなると、目詰まりが発生しやすくなり、大きくなると金属粉の通過率があがって吸着能が低下するので、短辺寸法（最小寸法）が０．５ｍｍ以上、長辺寸法（最大寸法）が３ｍｍ以下（円形穴の場合は、直径が０．５〜３ｍｍ）の範囲内にあることが好ましい一辺が０．５〜３ｍｍであることが好ましい。
【００５０】
第１の帯電構造体２、第２の帯電構造体３の断面形状（鋼帯面に直角で鉛直方向断面の形状）は特に限定されない。直線、曲線のいずれでもよく、両者を組み合わせたものでもよい。
【００５１】
ワイピングノズル１を帯電させると、金属粉が付着しやすくなってノズル詰まり等の悪影響がでる。この点から、ワイピングノズル１はアースすることが好ましい。
【実施例】
【００５２】
本発明の効果を明らかにするため、図１に示したガスワイピング装置を、連続溶融亜鉛めっきラインに設置し、溶融亜鉛めっき鋼帯の製造実験を行った。
【００５３】
第１の帯電構造体２、第２の帯電構造体３は、いずれも耐熱性のある樹脂シート（厚さ１ｍｍ）で構成され、φ１．５ｍｍの穴が規則的に配置され、開口率は６２．０％である。鋼帯幅方向長さは、ワイピングノズル１の鋼帯幅方向長さと同じ寸法とした。鋼帯面に直角の鉛直断面の長さは、第１の帯電構造体２はガス配管５と同等の長さとし、第２の帯電構造体３は、ワイピングガス供給ヘッダー４と浴上サポートロール６の間隔とほぼ同じ長さの３００ｍｍとした。第１の帯電構造体２、第２の帯電構造体３は、何れも図３に示したような構造とし、それぞれ、幅方向端部にコロナ放電装置および除電装置（図示なし）を設置し、幅方向センター位置に帯電センサを設置した。操業中、第１の帯電構造体２はおよそ−５０ｋＶ、第２の帯電構造体３はおよそ＋５０ｋＶを維持するように放電装置を制御した。実験条件を変更した時に、第１の帯電構造体２、第２の帯電構造体３を除電装置によって除電した後、捕集されたスプラッシュを除去した。比較例として、先行文献１または３のスプラッシュ付着防止方法を実施した。
【００５４】
製造条件は、ワイピングノズルのスリットギャップ：０．９ｍｍ、ワイピングノズル−鋼帯距離：８ｍｍ、溶融亜鉛浴からのノズル高さ：５００ｍｍ、溶融亜鉛浴温度：４６０℃とし、めっき付着量は片側４５ｇ／ｍ２とした。その他の製造条件およびスプラッシュ発生率の調査結果を表１に示す。スプラッシュ発生率は、装置類を整備した後操業を開始し、１日目と１５日目に鋼帯サイズは０．８ｍｍ厚×１．２ｍ幅のコイル３〜５本を各製造条件（通板速度は、対象コイル通板時の平均通板速度）で通板し、通過した鋼帯長さに対する検査工程でスプラッシュ欠陥ありと判定された鋼帯長さの比率であり、実用上問題とならない軽度のスプラッシュ欠陥を含んでいる。１日目でスプラッシュ欠陥が多い条件については、１５日目までの実験を行わなかった。
【００５５】
【表１】
【００５６】
通常通板速度である１５０ｍｐｍでは、本発明の実施例１、２は、操業開始１日目、１５日目のいずれでもスプラッシュ欠陥の発生率が低いレベルに維持されており、実施例２において、スプラッシュ欠陥の発生率がより低くなっている。これに対して、比較例３は、操業開始１日目のスプラッシュ欠陥発生率は実施例１よりわずかに劣るレベルであるが、１５日目はスプラッシュ欠陥発生率が大幅に増加しており、スプラッシュ欠陥を長期にわたって安定して防止することができない。比較例１、２は、操業開始１日目からスプラッシュ欠陥の発生率が本発明の実施例１、２に比べて劣る。
【００５７】
通板速度を１８０ｍｐｍに増加した場合にも、本発明の実施例３では、操業開始１日目、１５日目のいずれでもスプラッシュ欠陥の発生率が低いレベルに維持されている。これに対して、比較例４、５は、スプラッシュ欠陥の発生率が著しく増加したため、途中で実験を中止した。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明によればは、通常の鋼帯通板速度の場合だけでなく鋼帯通板速度を高めた場合でも、長期間スプラッシュ捕集効果を維持できるため、スプラッシュ欠陥の発生を抑制し、表面品質に優れる溶融金属めっき鋼帯を安定して製造できるようになる。
【符号の説明】
【００５９】
Ｓ 鋼帯
１ ワイピングノズル
２ 第１の帯電構造体
３ 第２の帯電構造体
４ ワイピングガス供給ヘッダー
５ ガス配管
６ 浴上サポートロール
７ シンクロール
８ めっき浴
１０ コロナ放電装置
１１ 帯電センサ（電位センサ）
２１ ワイピングガス供給本管
２２ ガス供給配管
２３ ワイピングノズル
２４ 金属板
２５ 合金化炉
２６ フィルター
２７ めっき浴面
３１ ワイピングノズル
３２ 整流板
３３ 堰
３４ スプラッシュ
４１ ヘッダー管
４２ ワイピングノズル
４３ ガス供給配管
４４ スプラッシュ吸着材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融金属めっきプロセスにおいて、通常通板速度だけでなく、高速通板速度においてもスプラッシュ欠陥を軽減できる溶融金属めっき鋼帯の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
連続溶融めっきプロセス等においては、図５に示すように、一般的に溶融金属が満たされているめっき浴８に鋼帯Ｓを浸漬させシンクロール７で方向転換した後、該鋼帯Ｓを鉛直上方に引き上げる工程の後に、鋼帯表面に付着した溶融金属が板幅方向および板長手方向に均一に所定のめっき厚になるように、この鋼帯Ｓを挟んで対向して設けた鋼帯幅方向に延在するワイピングノズル１から加圧気体を鋼帯上に噴出させて、余剰な溶融金属を絞り取り、溶融金属の付着量（めっき付着量）を制御するガスワイピング装置が設けられている。
【０００３】
ワイピングノズル１は、多様な鋼帯幅に対応すると同時に鋼帯引き上げ時の幅方向のズレなどに対応するため、通常、鋼帯幅より長く、すなわち鋼帯Ｓの幅端部より外側まで延びている。このようなガスワイピング方式では、鋼帯Ｓに衝突した噴流の乱れによって下方に落下する溶融金属が周囲に飛び散る、いわゆるスプラッシュが鋼帯Ｓに付着することによる欠陥が発生し、鋼帯の表面品質の低下を招く。
【０００４】
また、連続プロセスにおいて、生産量を増加させるには、鋼帯通板速度を増加させればよいが、連続溶融めっきプロセスにおいてガスワイピング方式でめっき付着量を制御する場合、溶融金属の粘性により、鋼帯通板速度の増加に伴って鋼帯のめっき浴通過直後の初期付着量が増加するため、めっき付着量を一定範囲内に制御するには、ワイピングガス圧力をより高圧に設定せざるを得ず、それによってスプラッシュが大幅に増加し、良好な表面品質を維持できなくなる。
【０００５】
上記の問題を解決するため、以下の発明が開示されている。
【０００６】
特許文献１は、図６に示すように、ワイピングガス供給本管２１とワイピングノズル２３の間に金属板２４を設置し、さらにワイピングガス供給本管２１と合金化炉２５の間にフィルター２６を鋼板Ｓに沿った形で設置する。めっき浴面２７で発生しためっき金属飛沫（スプラッシュ）が、ワイピングノズル２３の外側を回ってワイピング終了後の鋼板Ｓに向かう際に、フィルター２６で除去することで、鋼板Ｓにスプラッシュが付着するのを防止する。２２は、ワイピングガス供給本管２１とワイピングノズル２３を接続するガス供給配管である。
【０００７】
特許文献２には、図７に示すように、ワイピングノズル３１後方に張り出させた整流板３２およびワイピングノズル３１上の前部に堰３３を設けることで、めっき鋼帯Ｓへのスプラッシュ３４の付着を防止する方法が開示されている。
【０００８】
特許文献３には、図８に示すように、ヘッダー管４１からワイピングノズル４２へのガス供給配管４３および／またはワイピングノズル４２本体に融点が４５０℃以下の繊維状あるいは不織布によるスプラッシュ吸着材４４を配設し、スプラッシュをスプラッシュ吸着材４４で吸着することでめっき鋼帯Ｓへのスプラッシュの付着を防止する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平５−３０６４４９号公報
【特許文献２】特開２０００−３２８２１８号公報
【特許文献３】特開２００９−１６７４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、特許文献１に開示された方法では、フィルター２６のメッシュを大きくするとフィルター２６の効果がなくなり、メッシュを小さくするとフィルター２６の外側を回ったスプラッシュが金属板２４に付着するのは抑えられるものの、ワイピングノズル２３の背面を回らないで、フィルター２６と金属板２４の間に直接進入したスプラッシュはフィルター２６の外に排出されにくくなるため、スプラッシュ欠陥の発生を防止する効果が不十分であることがわかった。
【００１１】
特許文献２に開示された方法では、ワイピングノズル３１の背面を回って上方に飛来するスプラッシュがめっき鋼帯に付着するのを防止することができず、また操業中にワイピングノズル３１後方に張り出させた整流板３２の上に堆積したスプラッシュ（金属粉）がワイピング条件（ワイピングガス圧やノズル高さ等）の変化によるワイピングガス流れの変化によって再飛散するようになり、この現象は時間が経つほど顕在化し、安定してスプラッシュ付着を防止することができないことがわかった。
【００１２】
特許文献３に開示された方法では、当初はスプラッシュの捕集は良好だが、一旦スプラッシュが付着した部分はその後スプラッシュが飛来すると捕集されなくなる。スプラッシュが特に多く発生・飛散するのは鋼帯エッジ部分であるため、鋼帯エッジ部分に対応する位置のスプラッシュ吸着材４４にスプラッシュが付着しやすい。操業中にスプラッシュ吸着材４４を交換することは困難なので、スプラッシュ捕集効果は、連続溶融亜鉛めっきラインの通常操業（１２０〜１５０ｍｐｍ）の場合、スプラッシュ吸着材４４を設置してから短期間（１週間程度）しか維持できないことがわかった。
【００１３】
本発明は、上記の問題点を解決し、通常通板速度だけでなく、通板速度を高めた場合においても、スプラッシュ欠陥の発生を長期間抑制し、表面品質に優れる溶融金属めっき鋼帯を安定製造できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決する本発明の手段は次のとおりである。
【００１５】
［１］溶融金属めっき浴から連続的に引き上げられる鋼帯の表面に、鋼帯を挟んでその両面に対向配置したワイピングノズルからガスを吹き付けて付着金属の厚さを制御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あるいは背面に、複数の開口部を有し、正電荷または負電荷に帯電した第１の帯電構造体を、鉛直方向の高さ位置がワイピングノズル上面から浴上サポートロールの高さ位置までの領域内にあるようにして、鋼帯幅方向に延在させて設置したことを特徴とする溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【００１６】
［２］複数の開口部を有し、前記第１の帯電構造体とは逆の電荷に帯電した第２の帯電構造体を、鉛直方向の高さ位置が、前記第１の帯電構造体の上端から浴上サポートロールの高さ位置までの領域内にあるようにして、鋼帯幅方向に延在させて設置したことを特徴とする前記［１］に記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【００１７】
［３］前記第１の帯電構造体は、開口率が２０〜８０％の帯状体であることを特徴する前記［１］または［２］に記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【００１８】
［４］前記第２の帯電構造体は、開口率が２０〜８０％の帯状体であることを特徴する［２］または［３］に記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【００１９】
［５］前記第１の帯電構造体及び前記第２の帯電構造体は、静電気発生装置によって帯電されることを特徴する前記［１］〜［４］のいずれかに記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【００２０】
［６］ワイピングノズルと前記第１の帯電構造体は電気的に絶縁されていることを特徴とする前記［１］〜［５］のいずれかに記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ワイピングノズル上方に正または負に帯電した帯電構造体を設置することによって、通常通板速度だけでなく、通板速度を高めた場合においても、長期間スプラッシュを捕集できるため、スプラッシュ欠陥の発生を抑制し、表面品質に優れる溶融金属めっき鋼帯を安定して製造できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施に使用するガスワイピング装置の実施形態を示す側面図である。
【図２】ワイピングノズル周辺のスプラッシュ飛散経路を示す図である。
【図３】本発明の実施に使用する帯電構造体の実施形態の一例を示す図である。
【図４】帯電構造体の開口率とスプラッシュ捕集率の関係を示す図である。
【図５】一般的な連続溶融金属めっき鋼帯の製造装置の概略側面図である。
【図６】特許文献１で使用されるガスワイピング装置の要部を示す図である。
【図７】特許文献２で使用されるガスワイピング装置の要部を示す図である。
【図８】特許文献３で使用されるガスワイピング装置の要部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
溶融金属めっき鋼帯を製造する際に、溶融金属めっき浴から連続的に引き上げられる鋼帯の表面に、鋼帯を挟んでその両面に対向配置したワイピングノズルから加圧気体を鋼帯面に吹き付けて付着金属の厚さを制御する。その際に溶融金属のスプラッシュが飛散し、飛散したスプラッシュが鋼帯に付着して鋼帯の表面品質を低下させる問題がある。
【００２４】
本発明者らは、飛散したスプラッシュ（金属粉）を捕集する方法について検討した。その結果、スプラッシュは、ある程度の速度を有していても、正または負に帯電した物体に吸い寄せられることがわかった。そして、スプラッシュの飛散経路を考慮して帯電した構造体をワイピングノズルの上方または背面に設置するとともに、前記構造体を、開口部を有するようにすることで、ワイピングの際に発生したスプラッシュを捕集する効果を長期間維持することが可能になり、スプラッシュ付着による欠陥を顕著に低減できることを見出した。
【００２５】
本発明では、ワイピングノズルの上方あるいは背面に、複数の開口部を有し、正電荷または負電荷に帯電した帯電構造体（第１の帯電構造体）を、鉛直方向の高さ位置が、ワイピングノズル上面から浴上サポートロールの高さ位置までの領域内にあるようにして、鋼帯幅方向に延在させて設置する。浴上サポートロールの高さ位置とは、浴上サポートロール外周上端である。
【００２６】
第１の帯電構造体によって、ワイピングノズルの下方に飛散し、浴面で跳ね返った後、ワイピングノズルの背面を回って鋼帯側に移動するスプラッシュを捕集する。ワイピングノズルの背面を回って鋼帯側に移動するスプラッシュは、ワイピングノズル上面とワイピングガス供給ヘッダーの間を通って鋼帯側に搬送されるものが多いので、第１の帯電構造体をワイピングノズル上面とワイピングガス供給ヘッダーの間に設置することで、小さなサイズの第１の帯電構造体でありながら、スプラッシュを効果的に捕集してスプラッシュ欠陥の発生を低減することができる。
【００２７】
複数の開口部を有する別の帯電構造体（第２の帯電構造体）を、前記第１の帯電構造体と逆の電荷に帯電させ、鉛直方向の高さ位置が、前記第１の帯電構造体の上端から浴上サポートロールの高さ位置までの領域内にあるようにして、鋼帯幅方向に延在させて設置することで、スプラッシュ付着に起因する欠陥の発生をさらに低減することができる。
【００２８】
以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。
【００２９】
図１は、本発明の実施に使用するガスワイピング装置の実施形態を示す図の側面図である。図１において、１はワイピングノズル、２は第１の帯電構造体、３は第２の帯電構造体、４はワイピングガス供給ヘッダー、５はワイピングガス供給ヘッダー４からワイピングノズル１に加圧気体（ワイピングガス）を送るガス配管、６は浴上サポートロール、７はシンクロール、８はめっき（溶融金属浴）、Ｓは鋼帯である。
【００３０】
図１の装置では、第１の帯電構造体２は、ワイピングノズル１上面とワイピングガス供給ヘッダー４の間に設置されるとともに、ガス配管５よりも鋼帯側に設置されている。第２の帯電構造体３は、一端が浴上サポートロール６に近接して配置され、もう一端はワイピングガス供給ヘッダー４に近接して配置され、鉛直方向の高さ位置は、前記第１の帯電構造体２の上端部から浴上サポートロール６の高さ位置までの領域内にある。第１の帯電構造体２、第２の帯電構造体３は、鋼帯幅方向に延在して設置され、その長さはワイピングノズル幅と同程度である。
【００３１】
第１の帯電構造体２、第２の帯電構造体３は、複数（多数）の開口部を有する帯状体からなり、正電荷または負電荷に帯電される。但し、第２の帯電構造体３は、第１の帯電構造体２と逆の電荷に帯電される。複数（多数）の開口部を有する帯状体は、例えば網状の帯状体、パンチシート等を例示できるが、これに限定されない。
【００３２】
図１の装置は、第１の帯電構造体２と第２の帯電構造体３を備えることで、ガスワイピングの際に発生したスプラッシュを捕集し、スプラッシュ欠陥の発生を長期間防止することができる。この点についてさらに説明する。
【００３３】
図２は、ガスワイピング装置におけるスプラッシュの飛散経路例を示した模式図である。図中の点線矢印はスプラッシュの飛散経路を示す。ワイピングノズル１から噴出されて鋼帯Ｓに衝突した噴流の乱れによって溶融金属のスプラッシュが発生する。通常、多くのスプラッシュは、経路（イ）、（ロ）のようにワイピングノズル１の下方に飛散し、その一部が浴面で跳ね返ってワイピングノズル１背面を上方に流れるガス流によって舞い上がり、経路（イ）のようにワイピングノズル１の背面を回ってガス配管５（鋼帯幅方向に、適度なピッチで複数本配設される場合が多い）の間を通ってノズル上面側に進入し、経路（ヘ）のようにして鋼帯Ｓに付着し、または経路（ロ）のようにワイピングガス供給ヘッダー４の背面を回ってさらに上方の浴上サポートロール６付近まで舞い上がって鋼帯Ｓに付着する。経路（イ）で鋼帯側に移動するスプラッシュの方が経路（ロ）で鋼帯側に移動するラッシュよりも多い。
【００３４】
また、対向するワイピングノズルから噴射されたワイピングガスが鋼帯エッジ部分で干渉することにより発生したスプラッシュは、経路（ハ）のようにワイピングノズル１上面側に飛散し、ワイピングノズル１上面あるいはガス配管５に付着したり、または付着せずに跳ね返ったりする。跳ね返ったスプラッシュは直接鋼帯Ｓに付着するものもある。また、跳ね返ったスプラッシュがワイピングノズル１上面を転がり落ちて、経路（ニ）のように鋼帯Ｓに衝突後のワイピングガスの上昇流によって鋼帯Ｓに沿って上方に飛散して鋼帯Ｓに付着し、また経路（ホ）のように跳ね返ってワイピングノズル１上方に戻り、前記経路（ヘ）のようにして鋼帯Ｓに付着する。
【００３５】
鋼帯Ｓにスプラッシュが付着するのを防止するには、ワイピングノズル１の背面を回り、経路（イ）で鋼帯側に移動するスプラッシュを減らすことが最も重要であるが、さらに、経路（ロ）で鋼帯側に移動するスプラッシュを減らすこと、対向するワイピングノズル１から噴射されたワイピングガスが鋼帯エッジ部分で干渉することにより発生したスプラッシュが鋼帯に付着するのを防止すること、及び、ワイピングガスの上昇流によって鋼帯Ｓに沿って上昇し、浴上サポートロール６で跳ね返ったスプラッシュがワイピングノズル１の上方に戻った後経路（ホ）、（ヘ）を経て鋼帯Ｓに付着するのを防止できることが望ましい。
【００３６】
帯状構造体（第１の帯状構造体２、第２の帯状構造体３）が開口部を有しない帯状体であると、ガス流れは帯状構造体に沿う流れか、衝突後反流になるため、スプラッシュが帯状構造体に接近しにくい。そのため、帯電構造体を帯電させても、帯電構造体によってスプラッシュを効率的に吸着・捕集することができない。帯電構造体を、開口部を有するようにすることで、ガス流れが帯状構造体を容易に通過できることから、スプラッシュが帯状構造体に接近しやすくなる。帯状構造体が帯電していることで、スプラッシュを帯電構造体に効率的に吸着・捕集できるようになる。帯状構造体に吸着したスプラッシュは、帯電構造体と同じ電荷に帯電するため、スプラッシュが帯電構造体に吸着しても、帯電構造体のスプラッシュ吸着効果は低下しない。その結果、長期間安定して良好なスプラッシュ吸着・捕集効果を維持することができる。また、帯状構造体が開口部を有することで、帯状構造体を設置してもワイピングガス流れへの影響が少なく、従来のワイピング条件とほぼ同様のワイピング条件でめっき付着量制御を行うことができる利点もある。
【００３７】
第１の帯電構造体２は、経路（イ）でワイピングノズル１の背面を回った後鋼帯側に移動するスプラッシュを捕集する。第１の帯電構造体２は、さらに、経路（ハ）のスプラッシュ（ワイピングガスが鋼帯エッジ部分で干渉して発生したスプラッシュ）、経路（ホ）のスプラッシュ（浴上サポートロール６で跳ね返った後ワイピングノズル１上方に移動するスプラッシュ）を捕集する効果もある。
【００３８】
第１の帯状構造体２は、ワイピングノズル１と電気的絶縁性を確保して配置されることが好ましい。第１の帯状構造体２は、ワイピングノズル１と絶縁性を確保できる程度の間隔を設けて配置することもできるが、両者の間に絶縁体を配置して絶縁性を確保すること好ましい。第１の帯状構造体２は、ワイピングガス供給ヘッダー４、ガス配管５とも、ワイピングノズル１と同様の絶縁性を確保することが望ましい。
【００３９】
図３は図１の装置で使用する第１の帯電構造帯２の実施形態の一例を示す。第１の帯電構造体２を帯電させるには、市販のコロナ放電装置１０等を構造体２近傍に設置して帯電させればよく、別手段でもかまわない。電荷の符号は、一般に知られている帯電列を参考にすればよく、例えばめっき金属が亜鉛の場合は、周囲にある鉄鋼素材に対して正（プラス）の電荷をもつため、第１の帯電構造体２は負（マイナス）の電荷を付与すればよい。帯電量が多すぎると第１の帯電構造体２からの放電が発生し、少なすぎるとスプラッシュ捕集能が低下するので、第１の帯電構造体２は適宜帯電量に帯電させればよい。帯電量制御のために帯電センサ（電位センサ）１１を適宜設置することで、帯電量を監視しながら操業することが可能となる。図３中の矢印は放電方向を示す。
【００４０】
第１の帯電構造体２は、ワイピングノズル１の背面側（反鋼帯側）に配置することもできる。この場合、第１の帯電構造体２下端をワイピングノズル１後部（反鋼帯側）に近接して設置し、かつガス配管５の背面側（反鋼帯側）に設置することが好ましい。
【００４１】
飛散するスプラッシュをより多く捕集するには、第１の帯電構造体２の上方に第２の帯電構造体３を設置することが望ましい。
【００４２】
図１の装置では、第２の帯電構造体３は、一端が浴上サポートロール６の外周面に近接し、もう一端がワイピングガス供給ヘッダー４に近接し、ワイピングガス供給ヘッダー４と浴上サポートロール６の間に設置されている。第２の帯電構造体３は、第１の帯電構造体２とは、逆の電荷に帯電される。第２の帯電構造体３は、浴上サポートロール６とは電気的絶縁性を確保して配置される。第２の帯電構造体３は、浴上サポートロール６と絶縁性を確保できる程度の間隔を設けて配置することもできるが、両者の間に絶縁体を配置することが好ましい。第２の帯電構造体３は、ワイピングガス供給ヘッダー４とも、浴上サポートロール６と同様の絶縁性を確保することが望ましい。
【００４３】
第２の帯電構造体３は、経路（ロ）でワイピングノズル１の背面を回った後、鋼帯側に移動するスプラッシュを捕集し、またさらに、経路（ホ）のスプラッシュ（浴上サポートロール６で跳ね返った後ワイピングノズル１上方に移動するスプラッシュ）を捕集する。また、第２の帯電構造体３の近傍を通過したものの、第２の帯電構造体３で捕集されなかったスプラッシュは、第１の帯電構造体２とは逆の電荷が付与されるため、その後第１の帯電構造体２によってスプラッシュが捕集されやすくなる効果もある。
【００４４】
経路（ロ）のスプラッシュが、第２の帯電構造体３を通過せずに、第２の帯電構造体３と浴上サポートロール６間を通って鋼帯側に移動することがなく、また経路（ホ）のスプラッシュが、浴上サポートロール６で跳ね返った後、第２の帯電構造体３を通過せずに、第２の帯電構造体３と浴上サポートロール６間を通ってワイピングノズル１上方に移動することがなければ、第２の帯電構造体３は浴上サポートロール６とある程度の間隔を設けて配置されていてもよく、または第２の帯電構造体３が浴上サポートロール６よりも低い位置に配置されていてもよい。
【００４５】
第２の帯電構造体３は、前記した第１の帯電構造体２と同様の構成のものを用い、同様の方法で帯電させることができる。但し、第１の帯電構造体２とは、逆の電荷に帯電させる。
【００４６】
第１の帯電構造体２、第２の帯電構造体３には、上記したような作用があるので、第１の帯電構造体２を設置してガスワイピングすることで、長期間、良好なスプラッシュ吸着・捕集効果を維持することでき、さらに第２の帯電構造体３を設置してガスワイピングすることで、長期間、より良好なスプラッシュ吸着・捕集効果を維持することできるようになる。その結果、スプラッシュ付着による欠陥の発生を顕著に低減することができるようになる。
【００４７】
なお、第１の帯電構造体２の上端がワイピングガス供給ヘッダー４より上方にあるように配置して、第１の帯電構造体２によって、経路（イ）及び経路（ロ）で鋼帯側に移動するスプラッシュを捕集するようにしてもよい。第１の帯電構造体２と第２の帯電構造体３が近接して配置されるときは、第１の帯電構造体２と第２の帯電構造体３は、電気的絶縁性を確保するようにして配置する。両者の間に絶縁体を配置して絶縁性を確保することが好ましい。
【００４８】
第１の帯電構造体２、第２の帯電構造体３が吸着・捕集したスプラッシュは、浴中ロール替え等の操業停止時に除電装置を用いて一時的に除電し、掃除機のような吸引手段を用いることで容易に吸引除去することができる。
【００４９】
帯電構造体の開口率最適化を検討するために、簡易的な実験を行った。風速１ｍ／ｓの気流の中にφ０．０５〜０．５ｍｍの亜鉛粉を投入し、下流側に−５０ｋＶに帯電させて種々の開口率を有するプラスチックシートを設置して、亜鉛粉を捕集する実験を行った結果を図４に示す。捕集率は、投入した亜鉛粉重量に対する、プラスチックシートに付着した亜鉛粉重量の比率（％）である。帯電構造体の開口率が２０〜８０％の範囲で捕集率が５０％以上となり、開口率が４０〜７０％の範囲で捕集率が８０％以上となっている。この結果から、開口率は２０〜８０％が好ましく、４０〜７０％がさらに好ましい。また、開口部の寸法は、小さくなると、目詰まりが発生しやすくなり、大きくなると金属粉の通過率があがって吸着能が低下するので、短辺寸法（最小寸法）が０．５ｍｍ以上、長辺寸法（最大寸法）が３ｍｍ以下（円形穴の場合は、直径が０．５〜３ｍｍ）の範囲内にあることが好ましい一辺が０．５〜３ｍｍであることが好ましい。
【００５０】
第１の帯電構造体２、第２の帯電構造体３の断面形状（鋼帯面に直角で鉛直方向断面の形状）は特に限定されない。直線、曲線のいずれでもよく、両者を組み合わせたものでもよい。
【００５１】
ワイピングノズル１を帯電させると、金属粉が付着しやすくなってノズル詰まり等の悪影響がでる。この点から、ワイピングノズル１はアースすることが好ましい。
【実施例】
【００５２】
本発明の効果を明らかにするため、図１に示したガスワイピング装置を、連続溶融亜鉛めっきラインに設置し、溶融亜鉛めっき鋼帯の製造実験を行った。
【００５３】
第１の帯電構造体２、第２の帯電構造体３は、いずれも耐熱性のある樹脂シート（厚さ１ｍｍ）で構成され、φ１．５ｍｍの穴が規則的に配置され、開口率は６２．０％である。鋼帯幅方向長さは、ワイピングノズル１の鋼帯幅方向長さと同じ寸法とした。鋼帯面に直角の鉛直断面の長さは、第１の帯電構造体２はガス配管５と同等の長さとし、第２の帯電構造体３は、ワイピングガス供給ヘッダー４と浴上サポートロール６の間隔とほぼ同じ長さの３００ｍｍとした。第１の帯電構造体２、第２の帯電構造体３は、何れも図３に示したような構造とし、それぞれ、幅方向端部にコロナ放電装置および除電装置（図示なし）を設置し、幅方向センター位置に帯電センサを設置した。操業中、第１の帯電構造体２はおよそ−５０ｋＶ、第２の帯電構造体３はおよそ＋５０ｋＶを維持するように放電装置を制御した。実験条件を変更した時に、第１の帯電構造体２、第２の帯電構造体３を除電装置によって除電した後、捕集されたスプラッシュを除去した。比較例として、先行文献１または３のスプラッシュ付着防止方法を実施した。
【００５４】
製造条件は、ワイピングノズルのスリットギャップ：０．９ｍｍ、ワイピングノズル−鋼帯距離：８ｍｍ、溶融亜鉛浴からのノズル高さ：５００ｍｍ、溶融亜鉛浴温度：４６０℃とし、めっき付着量は片側４５ｇ／ｍ２とした。その他の製造条件およびスプラッシュ発生率の調査結果を表１に示す。スプラッシュ発生率は、装置類を整備した後操業を開始し、１日目と１５日目に鋼帯サイズは０．８ｍｍ厚×１．２ｍ幅のコイル３〜５本を各製造条件（通板速度は、対象コイル通板時の平均通板速度）で通板し、通過した鋼帯長さに対する検査工程でスプラッシュ欠陥ありと判定された鋼帯長さの比率であり、実用上問題とならない軽度のスプラッシュ欠陥を含んでいる。１日目でスプラッシュ欠陥が多い条件については、１５日目までの実験を行わなかった。
【００５５】
【表１】
【００５６】
通常通板速度である１５０ｍｐｍでは、本発明の実施例１、２は、操業開始１日目、１５日目のいずれでもスプラッシュ欠陥の発生率が低いレベルに維持されており、実施例２において、スプラッシュ欠陥の発生率がより低くなっている。これに対して、比較例３は、操業開始１日目のスプラッシュ欠陥発生率は実施例１よりわずかに劣るレベルであるが、１５日目はスプラッシュ欠陥発生率が大幅に増加しており、スプラッシュ欠陥を長期にわたって安定して防止することができない。比較例１、２は、操業開始１日目からスプラッシュ欠陥の発生率が本発明の実施例１、２に比べて劣る。
【００５７】
通板速度を１８０ｍｐｍに増加した場合にも、本発明の実施例３では、操業開始１日目、１５日目のいずれでもスプラッシュ欠陥の発生率が低いレベルに維持されている。これに対して、比較例４、５は、スプラッシュ欠陥の発生率が著しく増加したため、途中で実験を中止した。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明によればは、通常の鋼帯通板速度の場合だけでなく鋼帯通板速度を高めた場合でも、長期間スプラッシュ捕集効果を維持できるため、スプラッシュ欠陥の発生を抑制し、表面品質に優れる溶融金属めっき鋼帯を安定して製造できるようになる。
【符号の説明】
【００５９】
Ｓ 鋼帯
１ ワイピングノズル
２ 第１の帯電構造体
３ 第２の帯電構造体
４ ワイピングガス供給ヘッダー
５ ガス配管
６ 浴上サポートロール
７ シンクロール
８ めっき浴
１０ コロナ放電装置
１１ 帯電センサ（電位センサ）
２１ ワイピングガス供給本管
２２ ガス供給配管
２３ ワイピングノズル
２４ 金属板
２５ 合金化炉
２６ フィルター
２７ めっき浴面
３１ ワイピングノズル
３２ 整流板
３３ 堰
３４ スプラッシュ
４１ ヘッダー管
４２ ワイピングノズル
４３ ガス供給配管
４４ スプラッシュ吸着材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属めっき浴から連続的に引き上げられる鋼帯の表面に、鋼帯を挟んでその両面に対向配置したワイピングノズルからガスを吹き付けて付着金属の厚さを制御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あるいは背面に、複数の開口部を有し、正電荷または負電荷に帯電した第１の帯電構造体を、鉛直方向の高さ位置がワイピングノズル上面から浴上サポートロールの高さ位置までの領域内にあるようにして、鋼帯幅方向に延在させて設置した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】
複数の開口部を有し、前記第１の帯電構造体とは逆の電荷に帯電した第２の帯電構造体を、鉛直方向の高さ位置が、前記第１の帯電構造体の上端から浴上サポートロールの高さ位置までの領域内にあるようにして、鋼帯幅方向に延在させて設置した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】
前記第１の帯電構造体は、開口率が２０〜８０％の帯状体であることを特徴する請求項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】
前記第２の帯電構造体は、開口率が２０〜８０％の帯状体であることを特徴する請求項２または３に記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【請求項５】
前記第１の帯電構造体及び前記第２の帯電構造体は、静電気発生装置によって帯電されることを特徴する請求項１〜４のいずれかに記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【請求項６】
ワイピングノズルと前記第１の帯電構造体は電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【請求項１】
溶融金属めっき浴から連続的に引き上げられる鋼帯の表面に、鋼帯を挟んでその両面に対向配置したワイピングノズルからガスを吹き付けて付着金属の厚さを制御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あるいは背面に、複数の開口部を有し、正電荷または負電荷に帯電した第１の帯電構造体を、鉛直方向の高さ位置がワイピングノズル上面から浴上サポートロールの高さ位置までの領域内にあるようにして、鋼帯幅方向に延在させて設置した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】
複数の開口部を有し、前記第１の帯電構造体とは逆の電荷に帯電した第２の帯電構造体を、鉛直方向の高さ位置が、前記第１の帯電構造体の上端から浴上サポートロールの高さ位置までの領域内にあるようにして、鋼帯幅方向に延在させて設置した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】
前記第１の帯電構造体は、開口率が２０〜８０％の帯状体であることを特徴する請求項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】
前記第２の帯電構造体は、開口率が２０〜８０％の帯状体であることを特徴する請求項２または３に記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【請求項５】
前記第１の帯電構造体及び前記第２の帯電構造体は、静電気発生装置によって帯電されることを特徴する請求項１〜４のいずれかに記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【請求項６】
ワイピングノズルと前記第１の帯電構造体は電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−６０６４８（Ｐ２０１３−６０６４８Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０１２５３（Ｐ２０１１−２０１２５３）
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【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２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【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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