鮮麗外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
【課題】溶融亜鉛の淀みと、めっき浴面上の異物に起因する表面欠陥及び表面外観欠陥の発生を防止し、鮮麗な外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板を製造する。
【解決手段】鋼板を、下端がめっき浴に浸漬するスナウトを通して、めっき浴に浸入させる溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、（ａ）スナウト内部のめっき浴面下に、メタルポンプを、鋼板を挟んで配置し、（ｂ）スナウト下端に、（b-1）下端部が少なくとも鋼板幅に渡りめっき浴に浸漬する整流形成部材を、（b-2）メタルポンプの吐出口及び吸引口の幅と同等又は同等以下の間隔をもって、かつ、（b-3）メタルポンプから所要の間隔を保持して設置したことを特徴とする。
【解決手段】鋼板を、下端がめっき浴に浸漬するスナウトを通して、めっき浴に浸入させる溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、（ａ）スナウト内部のめっき浴面下に、メタルポンプを、鋼板を挟んで配置し、（ｂ）スナウト下端に、（b-1）下端部が少なくとも鋼板幅に渡りめっき浴に浸漬する整流形成部材を、（b-2）メタルポンプの吐出口及び吸引口の幅と同等又は同等以下の間隔をもって、かつ、（b-3）メタルポンプから所要の間隔を保持して設置したことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、美麗で鮮明な表面外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、溶融亜鉛めっき鋼板（合金化溶融亜鉛めっき鋼板を含む）は、自動車、家庭電気製品等用の鋼板として、汎用的に使用されてきたが、近年、製品の付加価値をより高め、他製品との差別化を図る観点から、美麗で鮮明な外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の需要が急増する傾向にある。
【０００３】
美麗で鮮明な表面外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板を製造するためには、製造工程において工程管理を厳格に行うことにより微小な表面欠陥を極力低減し、表面性状を従来以上に高める必要がある。
【０００４】
通常、溶融亜鉛めっきにおいては、図１に示すように、焼鈍後の鋼板１を、上部が焼鈍炉（図示なし）に接続され、下端が、めっき槽５のめっき浴３に浸漬されたスナウト２の内部を通して、めっき浴３に浸入せしめ、浴中のポットロール４で進行方向を変えて上方に引上げ、ガスワイピングノズル６からガスを噴出して溶融亜鉛の付着量を調整する。
【０００５】
しかし、スナウト２内部のめっき浴面にはスカム、ドロス等の液状異物７が浮遊していて、液状異物７が、鋼板をめっき浴に浸漬する際、鋼板表面に付着すると表面欠陥が形成される。それ故、これまで、スカム、ドロス等の生成を抑制する方法や、スカム、ドロス等の鋼板表面への付着を抑制する方法が数多く提案された（特許文献１〜６、参照）。
【０００６】
特許文献１〜３には、めっき浴面で鋼板にガスを噴きつけ、スカム、ドロス等の液状異物を、鋼板周囲から排除する方法が開示されている。この方法によれば、鋼板周囲から液状異物を全面的にかつ継続的に排除することができるので、鋼板表面の欠陥を顕著に低減することができる。
【０００７】
しかし、噴出ガスにより、スナウト内部の雰囲気温度が低下し、この温度低下は、蒸発した亜鉛ヒュームの凝結を促進するので、特許文献１〜３開示の方法は、スカムやドロスを低減することができても、ガス噴出による雰囲気温度の低下により、付着物がスナウト壁面から落下するのを抑制することができず、実用的な方法でない。
【０００８】
また、特許文献１〜３記載の方法においては、噴出ガスにより、めっき浴面が乱され、この乱れが、流れ模様として、鋼板表面に転写されることがある。このめっき面上の流れ模様は、表面外観欠陥であり、スカム、ドロス等に起因する表面欠陥が顕著に低減されていても、めっき鋼板の商品価値を大きく損なうことになる。
【０００９】
特許文献４には、スナウト内部において、めっき浴面上にスカムが生成しても、スカムが鋼板表面に付着する前に、メタルポンプでスカムを吸引、除去する装置が開示されている。しかし、上記装置においては、メタルポンプの吸引能力を増強するとともに、常時、稼動しておくことが必要であるので、メタルポンプの寿命が短い。また、鋼板の幅、通板速度などの製造条件が変わった時には、メタルポンプの新設が、その都度必要になるので、特許文献４開示の装置は経済的でない。
【００１０】
特許文献５には、スナウトの下端にヒーターを設置して、スタウト内壁を、所定温度に加熱し、めっき浴面上での亜鉛凝固膜の生成と、浮遊ドロスのスタウト内壁面への固着を防止するとともに、浮遊ドロスを、スナウトポンプで、適時、吸引、除去する方法が開示されている。
【００１１】
特許文献５開示の方法は、浮遊ドロスの吸引、除去を、生成量に応じて、適時、実施すればよい点で、効率的な方法であり、また、スナウトポンプの寿命も長い方法である。しかし、特許文献５開示の方法においては、スナウト内のドロス量や、澱み発生量を、外から把握することが困難であり、メタルポンプが短時間でも停止し、溶融金属の流れが中断すると、めっき面の外観は大きく影響を受けるので、設備として適用することはできない。
【００１２】
また、特許文献５開示の方法は、スナウトポンプを適時駆動する制御装置が必要となる点で、設備的に経済的でないし、さらに、鋼板の幅、通板速度などの製造条件が変わった時には、メタルポンプの新設が、その都度必要になるので、経済的でない。
【００１３】
また、特許文献６には、めっき浴面近傍で、溶融亜鉛の横方向の流れ（鋼板表面に沿う流れ）を形成する際にプッシュポンプの吐出口を２つにして吐出させ、鋼板表面の流れを小さくすると、鋼板表面の流れ模様が発生しないこと、スカム、ドロス膜の鋼板表面への付着を防止するとともに、該スカム、ドロス膜を除去する方法及び装置が開示されている。
【００１４】
特許文献６開示の方法を効果的に実施するためには、吐出側のメタルポンプの吐出能力を増強し、吐出量を増大する必要がある。また、安定した流れを確保して湯面変動に対応するためには、吐出口及び吸引口を上下に可動可能に設ける必要がある。
【００１５】
吐出口及び吸入口が上下に可動しない現状使用のプッシュポンプとプルポンプを用いて特許文献６開示の方法を実施しようとすると、湯面に変動が有る場合には、安定した流れが得られず、模様性欠陥やドロス性欠陥が発生する。
【００１６】
さらに、現状で使用しているプッシュポンプとプルポンプを用いて、流れ模様の発生を抑制することは、特許文献６に記載されていない。
【００１７】
したがって、溶融亜鉛めっき技術においては、めっき浴面にガスを吹き付けなくても、また、メタルポンプの能力を増強しなくても、鋼板表面に沿って、所要流速の溶融亜鉛の整流を適確な幅で形成して、スカム、ドロス等の鋼板表面への付着を防止し、かつ、スナウト内の溶融金属の流れに起因する模様性欠陥を防止して、表面欠陥及び表面外観欠陥が皆無の鮮麗なめっき面を得ることが求められている。
【００１８】
【特許文献１】特開平０７−１５０３２３号公報
【特許文献２】特開平０９−２２８０１６号公報
【特許文献３】特開２０００−６４０１５号公報
【特許文献４】特開２００１−０４９４１２号公報
【特許文献５】特開２００２−２７５６０６号公報
【特許文献６】特開２００３−２９３１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、上記要望に鑑み、（ｉ）めっき浴面にガスを吹き付ける手法を採用せず、鋼板の両側に配置した現状のメタルポンプ（プッシュポンプとプルポンプ）をなるべく使用して、横方向の溶融亜鉛の整流を形成する手法を採用することを前提に、（ii）横方向の溶融亜鉛の整流を形成して、めっき浴面に生成するスカム、ドロス等の薄層が、めっき浴に侵入する鋼板の表面に付着するのを防止し、併せて、（iii）溶融亜鉛の淀みと、めっき浴面上の異物に起因する模様性欠陥を防止して、表面欠陥及び表面外観欠陥の発生を防止する技術を確立することを課題とする。
【００２０】
なお、本発明で用いるメタルポンプは、現状用いている通常のメタルポンプであり、溶融亜鉛は、スナウトの外部から供給され、プッシュ側のポンプ（プッシュポンプ）の吐出口は、長方形又は楕円形の形状を持ち、スナウト内の溶融亜鉛の表面近傍に位置している。上記吐出口は、湯面変動により、全体が浸漬したり、一部が表面より上に位置したりする。
【００２１】
また、プル側のポンプ（プルポンプ）の吸引口も、長方形又は楕円形の形状を持ち、スナウト内の溶融亜鉛の表面近傍に位置している。上記吸引口は、プッシュポンプの吐出口と同様に、湯面変動により、全体が浸漬したり、一部が表面より上に位置したりする。なお、プルポンプの吸引口は、スカムを吸い取り除去し易いように、斜めに切り欠いた形状を有していてもよい。
【００２２】
プルポンプの吸引口から吸引された溶融亜鉛は、ポンプにより、スナウトの外部に排出される。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明者は、スナウト内部において、鋼板の両側に配置した、上記通常のメタルポンプ（プッシュポンプとメタルポンプ）を使用し、（ｉ）プッシュポンプの吐出口近傍、及び、プルポンプ吸引口近傍で、溶融亜鉛の淀み又は乱流が発生せず、かつ、（ii）鋼板の通板に伴い必然的に発生する随伴流により発生する反転流の影響を受けない、流速が一定の横方向の溶融亜鉛の整流を形成する手法について、鋭意研究した。
【００２４】
その結果、本発明者は、スナウト内壁に、鋼板表面に平行に、少なくとも鋼板の全幅に渡る整流形成部材を、プッシュポンプの吐出口の幅、及び、プルポンプの吸引口の幅との関係で、所要の間隔で設置すると、所望の溶融亜鉛の整流を形成することができることを見出した。
【００２５】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
【００２６】
（１） 鋼板を、下端がめっき浴に浸漬するスナウトを通して、めっき浴に浸入させる溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、
（ａ）スナウト内部のめっき浴面下に、メタルポンプを、鋼板を挟んで配置し、
（ｂ）スナウト下端に、（b-1）下端部が少なくとも鋼板幅に渡りめっき浴に浸漬する整流形成部材を、（b-2）メタルポンプの吐出口及び吸引口の幅と同等又は同等以下の間隔をもって、かつ、（b-3）メタルポンプから所要の間隔を保持して設置した
ことを特徴とする鮮麗外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【００２７】
（２） 前記整流形成部材が、平板状の部材で構成されていることを特徴とする前記（１）に記載の鮮麗外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【００２８】
（３） 前記整流形成部材の端部が、傾斜度４５〜９０°の斜面で形成されていることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の鮮麗外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【００２９】
（４） 前記整流形成部材の間隔が２５０ｍｍ以下であることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の鮮麗外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【００３０】
（５） 前記整流形成部材を、その端部がメタルポンプから３０ｍｍ以下の領域に位置するように設置することを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の鮮麗外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【００３１】
（６） 前記整流形成部材の下端部を、めっき浴の浴面下１００〜６５０ｍｍの範囲に浸漬することを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の鮮麗外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、溶融亜鉛の淀みと、めっき浴面上の異物に起因する表面欠陥及び表面外観欠陥がない、鮮麗な外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明者は、まず、鋼板の両側に配置したプッシュポンプとプルポンプ（以下「メタルポンプ」と総称することがある。）で、横方向の溶融亜鉛の整流を形成する手法について鋭意研究した。
【００３４】
その結果、本発明者は、
（ｉ）スナウト下端に、（b-1）下端部が少なくとも鋼板幅に渡りめっき浴に浸漬する整流形成部材を、（b-2）メタルポンプの吐出口及び吸引口の幅と同等又は同等以下の間隔をもって、かつ、（b-3）メタルポンプから所要の間隔を保持して設置すると、
（ii）メタルポンプの能力を増強することなく、スナウト内において横方向の溶融亜鉛流を整流とし、かつ、その流速を“所定の流速”以上に維持できて、
（iii）めっき浴面上のスカム、ドロス等の異物薄層が、めっき浴に侵入する鋼板の表面に付着するのを防止できることを見出した。
【００３５】
ここで、整流とは、スナウト内の横方向の表面流れの流速が、鋼板とスナウト壁の間で、略一定の大きさの流れであることを意味する。また、所定の流速とは、０．５〜１．５ｍ／ｓの範囲の流速であるが、後述するところの、スナウト内のめっき浴面が淀むことで生じる酸化亜鉛膜の生成を抑制するためには、１ｍ／ｓ程度以上の流速が好ましい。
【００３６】
以下、本発明について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００３７】
図２に、スナウト２内のめっき浴３の浴面下に、プッシュポンプＰ1とプルポンプＰ2を配置し、鋼板１の表面に沿う横方向（Ｐ1→Ｐ2）の溶融金属流（以下「横向き流」ということがある。）Ｐを形成する態様を示す。
【００３８】
通常、めっき浴３においては、鋼板１の侵入に随伴して鋼板侵入方向（図中、下向き矢印）の流れ（以下「随伴流」ということがある。）が必然的に生じる。さらに、随伴流の発生に伴い、鋼板に引き込まれる溶融金属の質量の損失を補償するように、上向きの反転流（以下「反転流」ということがある。）Ｆが発生する。
【００３９】
反転流Ｆは、プッシュポンプＰ1側では、横向き流Ｐに合流するが、流速が異なるので横向き流Ｐを撹乱し、また、プルポンプＰ2側では、横向き流Ｐに浸入し流れを撹乱する。反転流が生じると、後述するように、スナウト内部のめっき浴表面に、溶融金属が湧き出す湧出し部分が発生し、少なくとも鋼板の全幅に渡り、横向き流Ｐを、一定流速の整流に維持することが困難になる。
【００４０】
そこで、本発明者は、スナウト下端に、整流形成部材を設置し、反転流が発生しても、横向き流Ｐに流入しないよう、横向き流Ｐの流域を狭くすることを発想した。
【００４１】
しかし、反転流自体は、スナウト内壁と鋼板との間隔の広狭によらず発生するので、スナウト下端に、単に、整流形成部材を設置して横向き流Ｐの流域を狭くしても、一定流速の横向き流Ｐが得られないことが想定される。
【００４２】
そこで、本発明者は、スナウト下端に、整流形成部材として所定厚の整流板を設置した場合における鋼板周囲の溶融金属流について、スナウト内の流れを観察した。図３（ａ）及び（ｂ）に、スナウト内の流れを観察した結果の一例を模式的に示す。図３（ａ）及び（ｂ）は、スナウトを上面から観察し、その結果を、上から見た断面の形に表現し直して図示したものである。
【００４３】
上記、スナウト内の観察の結果、次ぎのことが判明した。
【００４４】
図３（ａ）に、整流板がない場合におけるスナウト内の流れの観察結果を示す。
【００４５】
プッシュポンプ（図中、吐出側Ｐx）から、溶融金属が吐き出されて、プルポンプ（図中、吸込側Ｐy）で溶融金属が吸い込まれる（図中、矢印Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、参照）が、その横向きの流れ（横向き流）は、プッシュポンプから離れてプルポンプに近づくにつれて、流れの周囲の溶融金属を取り込んで、壁面へ広がる（図中、点線の矢印Ｐ1'、Ｐ2'、Ｐ3'、参照）ので、横向き流は、矢印Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3の太さに示すように、プルポンプに近づくにつれて減衰する。
【００４６】
また、鋼板１は、スナウト２内の溶融金属に侵入するので、鋼板の進行方向（紙面に垂直な方向）に向かって、鋼板周囲の溶融金属が引き込まれ、別の流れ（引込流ｆ）が形成される。引込流ｆは、スナウト表面では、鋼板の両面において、鋼板に垂直な向きに発生する（図中、鋼板に沿う“小さい矢印ｆ”、参照）。
【００４７】
これらの流れの内で、特に、プッシュポンプ（図中、吐出側Ｐx）から、プルポンプ（図中、吸込側Ｐy）に向かう横向き流（図中、矢印Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3）の減衰と、鋼板の両面で発生する、鋼板に垂直な引込流ｆにより、溶融金属が、スナウトの先端部から吸い込まれて、スナウト内部の溶融金属表面に湧き出すという溶融金属湧出部Ｆo（図中、矢印付の楕円形部、参照）が発生する。
【００４８】
この溶融金属湧出部Ｆo（以下「湧出部Ｆo」という。）からの流れ（図中、湧出部Ｆoから出る“矢印”、参照）は、横向き流Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3と、鋼板の両面で発生する引込流ｆに影響を与えるので、鋼板表面に、不均一な流れを生じさせることになる。その結果、鋼板表面に、模様性欠陥が生じることになる。
【００４９】
プッシュポンプ（図中、吐出側Ｐx）からの溶融金属の吐出量を増加し、プルポンプ（図中、吸込側Ｐy）の溶融金属の吸込量を同じだけ増加して、横向き流の流れを強くすると、流れが壁面へ広がる（図中、点線の矢印Ｐ1'、Ｐ2'、Ｐ3'、参照）際に取り込む周囲の溶融金属の量が増えるので、スナウト２内部の溶融金属表面に発生した湧出部Ｆoから湧き出す溶融金属の量も増加する。
【００５０】
したがって、従来構造のスナウト内部に、プッシュポンプとプルポンプを設けて、これらの溶融金属の流量（吐出量と吸引量）を単に増加しても、鋼板表面に、模様性欠陥が、さらに発生する事態を招くことになり、「表面模様を発生させずに、スカム付着を防止する」という本発明の課題を解決することはできない。
【００５１】
ここで、図３（ｂ）に、スナウト２の内壁に整流板９を設置した場合において、スナウト内の流れを観察した結果を、模式的に示す。
【００５２】
この場合にも、整流板がない場合と同様に、プッシュポンプ（図中、吐出側Ｐx）から、溶融金属が吐き出されて、プルポンプ（図中、吸込側Ｐy）で溶融金属が吸い込まれる横向き流Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、及び、溶融金属が引き込まれて、スナウト表面で、鋼板１の両側で発生する、鋼板１に垂直な引込流ｆは存在するが、スナウト２内に整流板９が設置されているので、横向き流が壁に向かって拡散する流量が小さくなり、その結果、横向き流がプッシュポンプからプルポンプに流れる間に減衰する量は、かなり小さくなる（図中、矢印Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3の太さ、参照）。
【００５３】
その結果、スナウト２の内部における溶融金属の表面に生じる湧出部Ｆoの領域が小さくなって、鋼板１の表面に、不均一な流れが生じなくなり、鋼板表面に模様性欠陥を発生させることなく、かつ、スカムを除去することが可能になる。
【００５４】
そして、上記観察結果から、以下の結論を導きだすことができる。
【００５５】
（ａ）プルポンプで吸い込む溶融金属を補うため、スナウトの下部から侵入し、溶融金属表面に湧き出すことにより、プルポンプ側の吸込口付近の溶融金属の表面に形成される湧出部からの湧出流は、溶融金属の横向き流を遮り、鋼板表面に、模様性欠陥が生成する原因となる。
【００５６】
（ｂ）スナウト内部に設置する整流板（整流形成部材）の間隔を小さくし、横向き流の流幅を小さくすると、上記湧出流は、ほぼ消滅して、鋼板表面に、上記湧出流に起因する模様性欠陥は発生しなくなる。
【００５７】
（ｃ）上記湧出流を抑制し、鋼板表面に模様性欠陥が発生しない整流板の間隔は、鋼板の通板速度に依存する。（c1）一般的な鋼板の通板速度５０〜１５０ｍｐｍを前提にすると、模様性欠陥が発生しない整流板の間隔は、２５０ｍｍ以下である。（c2）整流板の間隔が２５０ｍｍを超えると、上記湧出流が起き易くなり、鋼板表面に模様性欠陥が発生する。
【００５８】
（ｄ）スナウト内に設置する整流板の間隔を２５０ｍｍ以下とした場合、整流板の浴面下の長さ（浸漬部分の長さ）を、プッシュポンプとプルポンプで形成される横向き流が存在する部分を含む所定区間の長さ以上、６５０ｍｍ以下にすれば、鋼板の周囲に引き込まれる流れを充分に発達させることなく、鋼板をスナウト外に引き出すことができので、上記湧出流を、さらに小さくすることができる。
【００５９】
（ｅ）一方、整流板の浴面下の長さが６５０ｍｍを超えると、鋼板の随伴流が大きくなり、スナウト内へ吸い込まれる流れが大きくなる。（e1）その結果、溶融金属の表面に、湧出部から湧き出す湧出流が大きくなることもある。（e2）その場合、通板速度が大きいと、例えば、通板速度が１２０ｍｐｍ以上であると、安定的に、鋼板表面の模様性欠陥を解消することができない恐れがある。
【００６０】
（ｆ）メタルポンプを用い、整流板と鋼板の間に、スナウト表面に湧き出す湧出流の影響がない、一定流速の横向き流を形成するためには、整流板と整流板の間隔を、プッシュポンプの吐出口及びプルポンプの吸引口の幅と同じにするか、又は、該幅より小さくすることが有効である。
【００６１】
（ｇ）さらに、整流板の端部を適正な角度（傾斜度）で切り欠くと、横向き流の整流化の促進と、整流板端部近傍における渦流の発生の防止に効果がある。
【００６２】
（g1）整流板の間隔を、メタルポンプの吐出口及び吸引口の幅２５０ｍｍと同じにし、整流板の端部を４５°（傾斜度）で切り欠いた形状とした場合（後述する）における横向き流の流速は、メタルポンプの吐出口及び吸引口の幅が２５０ｍｍで、整流板を設置しない（即ち、図３（ａ）のスナウト両内壁面の間隔が４６０ｍｍである）場合における横向き流の流速の約１．４倍である。
【００６３】
（g2）また、整流板の端部を９０°に切り欠いた場合（後述する）には、横向き流の流速を、整流板を設置しない場合における横向き流の流速の１．５倍にすることができる。
【００６４】
（ｈ）整流板の間隔を、プッシュプルポンプの吐出口の幅より狭くすると、横向き流の流速は増加する。
【００６５】
本発明者は、スナウト内における溶融金属の流れを観察して得た上記結論に基づいて、内壁間隔が４６０ｍｍのスナウトの下端に、図４（ａ）及び（ｂ）に示ように、整流板の間隔Ｗ1が、プッシュポンプＰ1の吐出口の幅Ｗ2、及び、プルポンプＰ2の吸引口の幅Ｗ2と略同じになるように、整流板を設置し、実機試験を行った。
【００６６】
なお、図４（ａ）に示す整流板は、その端部を角度αで切り欠いた整流板である。図４（ｂ）に示す整流板は、その端部をα＝９０°で切り欠いた整流板である。
【００６７】
図４に示すように、プッシュポンプＰ1の吐出口、及び、プルポンプＰ2の吸引口のそれぞれの側面に所要の隙間を設けている。この理由は、操業時に、鋼板のパスラインが変わる際、スナウトは、鋼板の表面に対して垂直な方向に微動するが、一方、プッシュポンプＰ1及びプルポンプＰ2は、浴中に固定されているので、これらメタルポンプとスナウト壁が接触する可能性があり、これを確実に避けるためである。
【００６８】
しかし、上記メタルポンプとスナウトとの所要の隙間が適正でないと、この隙間領域に、図４（ａ）に示すように、溶融金属の淀み領域１０が生成して、鋼板端部にめっき模様が発現することがある。この模様の発現を避けるため、本発明者は、実機試験において、淀み領域が生成しない、整流板とメタルポンプ間の適正間隔、及び、整流板の端部の適正形状について検討した。
【００６９】
実機試験の結果を、他の条件と併せて表１に示す。
【００７０】
実機試験条件は、以下のとおりである。
【００７１】
板幅：１５００ｍｍ以上
板厚：０．８ｍｍ以下
鋼種：ＩＦ鋼
通板速度：５０〜１３５ｍｐｍ
メッキ浴：Ｚｎ−Ａｌ（Ａｌ：０．１〜０．１５％）
侵入板温：４５０〜４７０℃
スナウト内の加熱の有無：なし
スナウト内の雰囲気温度：２００℃
合金化工程の有無：あり
【００７２】
【表１】
【００７３】
表１から、以下の知見を得ることができる。
【００７４】
（x1）整流板の両端部を、４５°未満の角度（α）で切り欠いた形状にすると、切欠き部分の溶融金属表面に淀み領域（図４（ａ）中「１０」、参照）が生成する。この淀み領域が生成すると、鋼板端部には、溶融金属の淀みに起因する表面外観欠陥が発現する。したがって、整流板の端部は、４５〜９０°の角度で切り欠いた形状が好ましい。
【００７５】
(x2)整流板の端部を４５°の角度で切り欠いた形状とした場合における横向き流の流速は、メタルポンプの吐出口及び吸引口の幅が２５０ｍｍで、整流板を設置していない（即ち、図３（ａ）のスナウト両内壁面の間隔が４６０ｍｍである）場合における横向き流の流速の約１．４倍である。
【００７６】
（x3）整流板の端部を垂直面（α＝９０°）で形成すると、淀み領域が全く生成しないので、横向き流の流速を、従来の流速の１．５にすることができる。
【００７７】
（y1）整流板はスナウト下端に設置し、メタルポンプはめっき浴面下に固定して配置するが、スナウトは、操業中、前後に傾動する必要があるので、整流板とメタルポンプの間には、所要の間隙を設ける必要がある。
【００７８】
（y2）上記間隔が３０ｍｍを超えて広くなると、鋼板端部の周辺に反転流が流入したり、淀み領域が発生したりして、横向き流の流速が低下するので、上記間隔は３０ｍｍ以下が好ましい。なお、上記間隔は、狭いほうが好ましいが、スナウトの前後の傾動に支障のない範囲で適宜設定すればよく、下限を特に設定する必要はない。
【００７９】
（z1）スナウト内に設置する整流板の通板方向の長さは、６００ｍｍ以下が好ましい。６００ｍｍを超えると、鋼板の移動に伴う随伴流がスナウト内で発達し過ぎ、その結果、スナウト内の溶融金属表面に湧き出す湧出流が生じ、鋼板表面に流れ模様が発現する。
【００８０】
（z2）さらに、スナウト内に設置する整流板の通板方向の長さは、プッシュポンプとプルポンプで形成される横向き流が、鋼板の幅方向に直角な方向に拡散しない長さであればよい。例えば、整流板の長さが１００ｍｍでも、横向き流が、鋼板の幅方向に直角な方向に拡散しない長さであれば、整流板よる整流化効果を発揮することができる。
【００８１】
本発明においては、上記要件に基づいて、溶融亜鉛の淀み、及び、めっき浴面上の異物に起因する表面欠陥及び表面外観欠陥がない、鮮麗な外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板を製造することができるが、さらに、スナウト内部を加熱し、亜鉛ヒュームがスナウト内壁に付着するのを防止して、スカム、ドロス等の生成量を低減すると、より表面欠陥及び表面外観欠陥のない、鮮麗な外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板を製造することができる。
【００８２】
表１において、スカム巻き込み性欠陥の合格とは、５〜１０トンのコイルの表面に存在するスカム巻き込み性欠陥の有無を評価し、コイルの内に、１つでもスカム巻き込み性欠陥が存在する場合には不合格コイルとし、約１日間、同じ水準で試験して集計した結果、不合格コイルの発生率が８％以下であることを意味する。
【００８３】
なお、表１において、鋼板の板幅は、すべて、１５００ｍｍ以上と記載しているが、１５００ｍｍ以上の鋼板には、例えば、１７５０ｍｍ幅の鋼板も含まれる。また、表面模様疵（表面模様性欠陥）は、一つの試験水準で発生する場合には、その試験水準で安定して発生するので、その試験水準を不合格とした。
【実施例】
【００８４】
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例の条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
【００８５】
（実施例）
【００８６】
【表２】
【００８７】
試験方法は、表１の場合と同様にして、表１に示す水準以外の水準にして試験した結果を、表２に示す。表２に示すように、スカム巻き込み性欠陥の発生については合格であるが、表面模様疵（表面模様性欠陥）の発生については、条件によって不合格となる水準がある。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
前述したように、本発明によれば、鮮麗な外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板を製造することができる。したがって、本発明は、需要者の厳しい要望に応えるとともに、溶融亜鉛めっき鋼板の用途を拡大するものであり、溶融亜鉛めっき鋼板を素材とする製造産業において利用可能性が大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】溶融亜鉛めっき装置の従来態様を示す図である。
【図２】鋼板の表面に沿う横方向の溶融亜鉛流（横向き流）を形成する態様を示す図である。
【図３】スナウト内の流れを観察した結果を模式的に示す図である。（ａ）は、スナウト内に整流板を設置していない場合における流れを模式的示し、（ｂ）は、スナウト内に整流板を設置した場合における流れを模式的示す。
【図４】整流板の設置態様を示す図である。（ａ）は、整流板の端部が、角度αで切り欠かれている場合を示し、（ｂ）は、整流板の端部が垂直面（角度α＝９０°）で形成されている場合を示す。
【符号の説明】
【００９０】
１ 鋼板
２ スナウト
３ めっき浴
４ ポットロール
５ めっき槽
６ ガスワイピングノズル
７ 液状異物
８ 酸化亜鉛
９ 整流板
１０ 淀み領域
Ｐ、Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3 横向き流
Ｐ1'、Ｐ2'、Ｐ3' 広がり流
Ｐ1 プッシュポンプ
Ｐ2 プルポンプ
Ｐx 吐出側
Ｐy 吸込側
Ｆ 反転流
Ｆo 溶融金属湧出部
ｆ 引込流
Ｗ1 整流板の間隔
Ｗ2 プッシュポンプの吐出口の幅
【技術分野】
【０００１】
本発明は、美麗で鮮明な表面外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、溶融亜鉛めっき鋼板（合金化溶融亜鉛めっき鋼板を含む）は、自動車、家庭電気製品等用の鋼板として、汎用的に使用されてきたが、近年、製品の付加価値をより高め、他製品との差別化を図る観点から、美麗で鮮明な外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の需要が急増する傾向にある。
【０００３】
美麗で鮮明な表面外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板を製造するためには、製造工程において工程管理を厳格に行うことにより微小な表面欠陥を極力低減し、表面性状を従来以上に高める必要がある。
【０００４】
通常、溶融亜鉛めっきにおいては、図１に示すように、焼鈍後の鋼板１を、上部が焼鈍炉（図示なし）に接続され、下端が、めっき槽５のめっき浴３に浸漬されたスナウト２の内部を通して、めっき浴３に浸入せしめ、浴中のポットロール４で進行方向を変えて上方に引上げ、ガスワイピングノズル６からガスを噴出して溶融亜鉛の付着量を調整する。
【０００５】
しかし、スナウト２内部のめっき浴面にはスカム、ドロス等の液状異物７が浮遊していて、液状異物７が、鋼板をめっき浴に浸漬する際、鋼板表面に付着すると表面欠陥が形成される。それ故、これまで、スカム、ドロス等の生成を抑制する方法や、スカム、ドロス等の鋼板表面への付着を抑制する方法が数多く提案された（特許文献１〜６、参照）。
【０００６】
特許文献１〜３には、めっき浴面で鋼板にガスを噴きつけ、スカム、ドロス等の液状異物を、鋼板周囲から排除する方法が開示されている。この方法によれば、鋼板周囲から液状異物を全面的にかつ継続的に排除することができるので、鋼板表面の欠陥を顕著に低減することができる。
【０００７】
しかし、噴出ガスにより、スナウト内部の雰囲気温度が低下し、この温度低下は、蒸発した亜鉛ヒュームの凝結を促進するので、特許文献１〜３開示の方法は、スカムやドロスを低減することができても、ガス噴出による雰囲気温度の低下により、付着物がスナウト壁面から落下するのを抑制することができず、実用的な方法でない。
【０００８】
また、特許文献１〜３記載の方法においては、噴出ガスにより、めっき浴面が乱され、この乱れが、流れ模様として、鋼板表面に転写されることがある。このめっき面上の流れ模様は、表面外観欠陥であり、スカム、ドロス等に起因する表面欠陥が顕著に低減されていても、めっき鋼板の商品価値を大きく損なうことになる。
【０００９】
特許文献４には、スナウト内部において、めっき浴面上にスカムが生成しても、スカムが鋼板表面に付着する前に、メタルポンプでスカムを吸引、除去する装置が開示されている。しかし、上記装置においては、メタルポンプの吸引能力を増強するとともに、常時、稼動しておくことが必要であるので、メタルポンプの寿命が短い。また、鋼板の幅、通板速度などの製造条件が変わった時には、メタルポンプの新設が、その都度必要になるので、特許文献４開示の装置は経済的でない。
【００１０】
特許文献５には、スナウトの下端にヒーターを設置して、スタウト内壁を、所定温度に加熱し、めっき浴面上での亜鉛凝固膜の生成と、浮遊ドロスのスタウト内壁面への固着を防止するとともに、浮遊ドロスを、スナウトポンプで、適時、吸引、除去する方法が開示されている。
【００１１】
特許文献５開示の方法は、浮遊ドロスの吸引、除去を、生成量に応じて、適時、実施すればよい点で、効率的な方法であり、また、スナウトポンプの寿命も長い方法である。しかし、特許文献５開示の方法においては、スナウト内のドロス量や、澱み発生量を、外から把握することが困難であり、メタルポンプが短時間でも停止し、溶融金属の流れが中断すると、めっき面の外観は大きく影響を受けるので、設備として適用することはできない。
【００１２】
また、特許文献５開示の方法は、スナウトポンプを適時駆動する制御装置が必要となる点で、設備的に経済的でないし、さらに、鋼板の幅、通板速度などの製造条件が変わった時には、メタルポンプの新設が、その都度必要になるので、経済的でない。
【００１３】
また、特許文献６には、めっき浴面近傍で、溶融亜鉛の横方向の流れ（鋼板表面に沿う流れ）を形成する際にプッシュポンプの吐出口を２つにして吐出させ、鋼板表面の流れを小さくすると、鋼板表面の流れ模様が発生しないこと、スカム、ドロス膜の鋼板表面への付着を防止するとともに、該スカム、ドロス膜を除去する方法及び装置が開示されている。
【００１４】
特許文献６開示の方法を効果的に実施するためには、吐出側のメタルポンプの吐出能力を増強し、吐出量を増大する必要がある。また、安定した流れを確保して湯面変動に対応するためには、吐出口及び吸引口を上下に可動可能に設ける必要がある。
【００１５】
吐出口及び吸入口が上下に可動しない現状使用のプッシュポンプとプルポンプを用いて特許文献６開示の方法を実施しようとすると、湯面に変動が有る場合には、安定した流れが得られず、模様性欠陥やドロス性欠陥が発生する。
【００１６】
さらに、現状で使用しているプッシュポンプとプルポンプを用いて、流れ模様の発生を抑制することは、特許文献６に記載されていない。
【００１７】
したがって、溶融亜鉛めっき技術においては、めっき浴面にガスを吹き付けなくても、また、メタルポンプの能力を増強しなくても、鋼板表面に沿って、所要流速の溶融亜鉛の整流を適確な幅で形成して、スカム、ドロス等の鋼板表面への付着を防止し、かつ、スナウト内の溶融金属の流れに起因する模様性欠陥を防止して、表面欠陥及び表面外観欠陥が皆無の鮮麗なめっき面を得ることが求められている。
【００１８】
【特許文献１】特開平０７−１５０３２３号公報
【特許文献２】特開平０９−２２８０１６号公報
【特許文献３】特開２０００−６４０１５号公報
【特許文献４】特開２００１−０４９４１２号公報
【特許文献５】特開２００２−２７５６０６号公報
【特許文献６】特開２００３−２９３１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、上記要望に鑑み、（ｉ）めっき浴面にガスを吹き付ける手法を採用せず、鋼板の両側に配置した現状のメタルポンプ（プッシュポンプとプルポンプ）をなるべく使用して、横方向の溶融亜鉛の整流を形成する手法を採用することを前提に、（ii）横方向の溶融亜鉛の整流を形成して、めっき浴面に生成するスカム、ドロス等の薄層が、めっき浴に侵入する鋼板の表面に付着するのを防止し、併せて、（iii）溶融亜鉛の淀みと、めっき浴面上の異物に起因する模様性欠陥を防止して、表面欠陥及び表面外観欠陥の発生を防止する技術を確立することを課題とする。
【００２０】
なお、本発明で用いるメタルポンプは、現状用いている通常のメタルポンプであり、溶融亜鉛は、スナウトの外部から供給され、プッシュ側のポンプ（プッシュポンプ）の吐出口は、長方形又は楕円形の形状を持ち、スナウト内の溶融亜鉛の表面近傍に位置している。上記吐出口は、湯面変動により、全体が浸漬したり、一部が表面より上に位置したりする。
【００２１】
また、プル側のポンプ（プルポンプ）の吸引口も、長方形又は楕円形の形状を持ち、スナウト内の溶融亜鉛の表面近傍に位置している。上記吸引口は、プッシュポンプの吐出口と同様に、湯面変動により、全体が浸漬したり、一部が表面より上に位置したりする。なお、プルポンプの吸引口は、スカムを吸い取り除去し易いように、斜めに切り欠いた形状を有していてもよい。
【００２２】
プルポンプの吸引口から吸引された溶融亜鉛は、ポンプにより、スナウトの外部に排出される。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明者は、スナウト内部において、鋼板の両側に配置した、上記通常のメタルポンプ（プッシュポンプとメタルポンプ）を使用し、（ｉ）プッシュポンプの吐出口近傍、及び、プルポンプ吸引口近傍で、溶融亜鉛の淀み又は乱流が発生せず、かつ、（ii）鋼板の通板に伴い必然的に発生する随伴流により発生する反転流の影響を受けない、流速が一定の横方向の溶融亜鉛の整流を形成する手法について、鋭意研究した。
【００２４】
その結果、本発明者は、スナウト内壁に、鋼板表面に平行に、少なくとも鋼板の全幅に渡る整流形成部材を、プッシュポンプの吐出口の幅、及び、プルポンプの吸引口の幅との関係で、所要の間隔で設置すると、所望の溶融亜鉛の整流を形成することができることを見出した。
【００２５】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
【００２６】
（１） 鋼板を、下端がめっき浴に浸漬するスナウトを通して、めっき浴に浸入させる溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、
（ａ）スナウト内部のめっき浴面下に、メタルポンプを、鋼板を挟んで配置し、
（ｂ）スナウト下端に、（b-1）下端部が少なくとも鋼板幅に渡りめっき浴に浸漬する整流形成部材を、（b-2）メタルポンプの吐出口及び吸引口の幅と同等又は同等以下の間隔をもって、かつ、（b-3）メタルポンプから所要の間隔を保持して設置した
ことを特徴とする鮮麗外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【００２７】
（２） 前記整流形成部材が、平板状の部材で構成されていることを特徴とする前記（１）に記載の鮮麗外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【００２８】
（３） 前記整流形成部材の端部が、傾斜度４５〜９０°の斜面で形成されていることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の鮮麗外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【００２９】
（４） 前記整流形成部材の間隔が２５０ｍｍ以下であることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の鮮麗外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【００３０】
（５） 前記整流形成部材を、その端部がメタルポンプから３０ｍｍ以下の領域に位置するように設置することを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の鮮麗外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【００３１】
（６） 前記整流形成部材の下端部を、めっき浴の浴面下１００〜６５０ｍｍの範囲に浸漬することを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の鮮麗外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、溶融亜鉛の淀みと、めっき浴面上の異物に起因する表面欠陥及び表面外観欠陥がない、鮮麗な外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明者は、まず、鋼板の両側に配置したプッシュポンプとプルポンプ（以下「メタルポンプ」と総称することがある。）で、横方向の溶融亜鉛の整流を形成する手法について鋭意研究した。
【００３４】
その結果、本発明者は、
（ｉ）スナウト下端に、（b-1）下端部が少なくとも鋼板幅に渡りめっき浴に浸漬する整流形成部材を、（b-2）メタルポンプの吐出口及び吸引口の幅と同等又は同等以下の間隔をもって、かつ、（b-3）メタルポンプから所要の間隔を保持して設置すると、
（ii）メタルポンプの能力を増強することなく、スナウト内において横方向の溶融亜鉛流を整流とし、かつ、その流速を“所定の流速”以上に維持できて、
（iii）めっき浴面上のスカム、ドロス等の異物薄層が、めっき浴に侵入する鋼板の表面に付着するのを防止できることを見出した。
【００３５】
ここで、整流とは、スナウト内の横方向の表面流れの流速が、鋼板とスナウト壁の間で、略一定の大きさの流れであることを意味する。また、所定の流速とは、０．５〜１．５ｍ／ｓの範囲の流速であるが、後述するところの、スナウト内のめっき浴面が淀むことで生じる酸化亜鉛膜の生成を抑制するためには、１ｍ／ｓ程度以上の流速が好ましい。
【００３６】
以下、本発明について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００３７】
図２に、スナウト２内のめっき浴３の浴面下に、プッシュポンプＰ1とプルポンプＰ2を配置し、鋼板１の表面に沿う横方向（Ｐ1→Ｐ2）の溶融金属流（以下「横向き流」ということがある。）Ｐを形成する態様を示す。
【００３８】
通常、めっき浴３においては、鋼板１の侵入に随伴して鋼板侵入方向（図中、下向き矢印）の流れ（以下「随伴流」ということがある。）が必然的に生じる。さらに、随伴流の発生に伴い、鋼板に引き込まれる溶融金属の質量の損失を補償するように、上向きの反転流（以下「反転流」ということがある。）Ｆが発生する。
【００３９】
反転流Ｆは、プッシュポンプＰ1側では、横向き流Ｐに合流するが、流速が異なるので横向き流Ｐを撹乱し、また、プルポンプＰ2側では、横向き流Ｐに浸入し流れを撹乱する。反転流が生じると、後述するように、スナウト内部のめっき浴表面に、溶融金属が湧き出す湧出し部分が発生し、少なくとも鋼板の全幅に渡り、横向き流Ｐを、一定流速の整流に維持することが困難になる。
【００４０】
そこで、本発明者は、スナウト下端に、整流形成部材を設置し、反転流が発生しても、横向き流Ｐに流入しないよう、横向き流Ｐの流域を狭くすることを発想した。
【００４１】
しかし、反転流自体は、スナウト内壁と鋼板との間隔の広狭によらず発生するので、スナウト下端に、単に、整流形成部材を設置して横向き流Ｐの流域を狭くしても、一定流速の横向き流Ｐが得られないことが想定される。
【００４２】
そこで、本発明者は、スナウト下端に、整流形成部材として所定厚の整流板を設置した場合における鋼板周囲の溶融金属流について、スナウト内の流れを観察した。図３（ａ）及び（ｂ）に、スナウト内の流れを観察した結果の一例を模式的に示す。図３（ａ）及び（ｂ）は、スナウトを上面から観察し、その結果を、上から見た断面の形に表現し直して図示したものである。
【００４３】
上記、スナウト内の観察の結果、次ぎのことが判明した。
【００４４】
図３（ａ）に、整流板がない場合におけるスナウト内の流れの観察結果を示す。
【００４５】
プッシュポンプ（図中、吐出側Ｐx）から、溶融金属が吐き出されて、プルポンプ（図中、吸込側Ｐy）で溶融金属が吸い込まれる（図中、矢印Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、参照）が、その横向きの流れ（横向き流）は、プッシュポンプから離れてプルポンプに近づくにつれて、流れの周囲の溶融金属を取り込んで、壁面へ広がる（図中、点線の矢印Ｐ1'、Ｐ2'、Ｐ3'、参照）ので、横向き流は、矢印Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3の太さに示すように、プルポンプに近づくにつれて減衰する。
【００４６】
また、鋼板１は、スナウト２内の溶融金属に侵入するので、鋼板の進行方向（紙面に垂直な方向）に向かって、鋼板周囲の溶融金属が引き込まれ、別の流れ（引込流ｆ）が形成される。引込流ｆは、スナウト表面では、鋼板の両面において、鋼板に垂直な向きに発生する（図中、鋼板に沿う“小さい矢印ｆ”、参照）。
【００４７】
これらの流れの内で、特に、プッシュポンプ（図中、吐出側Ｐx）から、プルポンプ（図中、吸込側Ｐy）に向かう横向き流（図中、矢印Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3）の減衰と、鋼板の両面で発生する、鋼板に垂直な引込流ｆにより、溶融金属が、スナウトの先端部から吸い込まれて、スナウト内部の溶融金属表面に湧き出すという溶融金属湧出部Ｆo（図中、矢印付の楕円形部、参照）が発生する。
【００４８】
この溶融金属湧出部Ｆo（以下「湧出部Ｆo」という。）からの流れ（図中、湧出部Ｆoから出る“矢印”、参照）は、横向き流Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3と、鋼板の両面で発生する引込流ｆに影響を与えるので、鋼板表面に、不均一な流れを生じさせることになる。その結果、鋼板表面に、模様性欠陥が生じることになる。
【００４９】
プッシュポンプ（図中、吐出側Ｐx）からの溶融金属の吐出量を増加し、プルポンプ（図中、吸込側Ｐy）の溶融金属の吸込量を同じだけ増加して、横向き流の流れを強くすると、流れが壁面へ広がる（図中、点線の矢印Ｐ1'、Ｐ2'、Ｐ3'、参照）際に取り込む周囲の溶融金属の量が増えるので、スナウト２内部の溶融金属表面に発生した湧出部Ｆoから湧き出す溶融金属の量も増加する。
【００５０】
したがって、従来構造のスナウト内部に、プッシュポンプとプルポンプを設けて、これらの溶融金属の流量（吐出量と吸引量）を単に増加しても、鋼板表面に、模様性欠陥が、さらに発生する事態を招くことになり、「表面模様を発生させずに、スカム付着を防止する」という本発明の課題を解決することはできない。
【００５１】
ここで、図３（ｂ）に、スナウト２の内壁に整流板９を設置した場合において、スナウト内の流れを観察した結果を、模式的に示す。
【００５２】
この場合にも、整流板がない場合と同様に、プッシュポンプ（図中、吐出側Ｐx）から、溶融金属が吐き出されて、プルポンプ（図中、吸込側Ｐy）で溶融金属が吸い込まれる横向き流Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、及び、溶融金属が引き込まれて、スナウト表面で、鋼板１の両側で発生する、鋼板１に垂直な引込流ｆは存在するが、スナウト２内に整流板９が設置されているので、横向き流が壁に向かって拡散する流量が小さくなり、その結果、横向き流がプッシュポンプからプルポンプに流れる間に減衰する量は、かなり小さくなる（図中、矢印Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3の太さ、参照）。
【００５３】
その結果、スナウト２の内部における溶融金属の表面に生じる湧出部Ｆoの領域が小さくなって、鋼板１の表面に、不均一な流れが生じなくなり、鋼板表面に模様性欠陥を発生させることなく、かつ、スカムを除去することが可能になる。
【００５４】
そして、上記観察結果から、以下の結論を導きだすことができる。
【００５５】
（ａ）プルポンプで吸い込む溶融金属を補うため、スナウトの下部から侵入し、溶融金属表面に湧き出すことにより、プルポンプ側の吸込口付近の溶融金属の表面に形成される湧出部からの湧出流は、溶融金属の横向き流を遮り、鋼板表面に、模様性欠陥が生成する原因となる。
【００５６】
（ｂ）スナウト内部に設置する整流板（整流形成部材）の間隔を小さくし、横向き流の流幅を小さくすると、上記湧出流は、ほぼ消滅して、鋼板表面に、上記湧出流に起因する模様性欠陥は発生しなくなる。
【００５７】
（ｃ）上記湧出流を抑制し、鋼板表面に模様性欠陥が発生しない整流板の間隔は、鋼板の通板速度に依存する。（c1）一般的な鋼板の通板速度５０〜１５０ｍｐｍを前提にすると、模様性欠陥が発生しない整流板の間隔は、２５０ｍｍ以下である。（c2）整流板の間隔が２５０ｍｍを超えると、上記湧出流が起き易くなり、鋼板表面に模様性欠陥が発生する。
【００５８】
（ｄ）スナウト内に設置する整流板の間隔を２５０ｍｍ以下とした場合、整流板の浴面下の長さ（浸漬部分の長さ）を、プッシュポンプとプルポンプで形成される横向き流が存在する部分を含む所定区間の長さ以上、６５０ｍｍ以下にすれば、鋼板の周囲に引き込まれる流れを充分に発達させることなく、鋼板をスナウト外に引き出すことができので、上記湧出流を、さらに小さくすることができる。
【００５９】
（ｅ）一方、整流板の浴面下の長さが６５０ｍｍを超えると、鋼板の随伴流が大きくなり、スナウト内へ吸い込まれる流れが大きくなる。（e1）その結果、溶融金属の表面に、湧出部から湧き出す湧出流が大きくなることもある。（e2）その場合、通板速度が大きいと、例えば、通板速度が１２０ｍｐｍ以上であると、安定的に、鋼板表面の模様性欠陥を解消することができない恐れがある。
【００６０】
（ｆ）メタルポンプを用い、整流板と鋼板の間に、スナウト表面に湧き出す湧出流の影響がない、一定流速の横向き流を形成するためには、整流板と整流板の間隔を、プッシュポンプの吐出口及びプルポンプの吸引口の幅と同じにするか、又は、該幅より小さくすることが有効である。
【００６１】
（ｇ）さらに、整流板の端部を適正な角度（傾斜度）で切り欠くと、横向き流の整流化の促進と、整流板端部近傍における渦流の発生の防止に効果がある。
【００６２】
（g1）整流板の間隔を、メタルポンプの吐出口及び吸引口の幅２５０ｍｍと同じにし、整流板の端部を４５°（傾斜度）で切り欠いた形状とした場合（後述する）における横向き流の流速は、メタルポンプの吐出口及び吸引口の幅が２５０ｍｍで、整流板を設置しない（即ち、図３（ａ）のスナウト両内壁面の間隔が４６０ｍｍである）場合における横向き流の流速の約１．４倍である。
【００６３】
（g2）また、整流板の端部を９０°に切り欠いた場合（後述する）には、横向き流の流速を、整流板を設置しない場合における横向き流の流速の１．５倍にすることができる。
【００６４】
（ｈ）整流板の間隔を、プッシュプルポンプの吐出口の幅より狭くすると、横向き流の流速は増加する。
【００６５】
本発明者は、スナウト内における溶融金属の流れを観察して得た上記結論に基づいて、内壁間隔が４６０ｍｍのスナウトの下端に、図４（ａ）及び（ｂ）に示ように、整流板の間隔Ｗ1が、プッシュポンプＰ1の吐出口の幅Ｗ2、及び、プルポンプＰ2の吸引口の幅Ｗ2と略同じになるように、整流板を設置し、実機試験を行った。
【００６６】
なお、図４（ａ）に示す整流板は、その端部を角度αで切り欠いた整流板である。図４（ｂ）に示す整流板は、その端部をα＝９０°で切り欠いた整流板である。
【００６７】
図４に示すように、プッシュポンプＰ1の吐出口、及び、プルポンプＰ2の吸引口のそれぞれの側面に所要の隙間を設けている。この理由は、操業時に、鋼板のパスラインが変わる際、スナウトは、鋼板の表面に対して垂直な方向に微動するが、一方、プッシュポンプＰ1及びプルポンプＰ2は、浴中に固定されているので、これらメタルポンプとスナウト壁が接触する可能性があり、これを確実に避けるためである。
【００６８】
しかし、上記メタルポンプとスナウトとの所要の隙間が適正でないと、この隙間領域に、図４（ａ）に示すように、溶融金属の淀み領域１０が生成して、鋼板端部にめっき模様が発現することがある。この模様の発現を避けるため、本発明者は、実機試験において、淀み領域が生成しない、整流板とメタルポンプ間の適正間隔、及び、整流板の端部の適正形状について検討した。
【００６９】
実機試験の結果を、他の条件と併せて表１に示す。
【００７０】
実機試験条件は、以下のとおりである。
【００７１】
板幅：１５００ｍｍ以上
板厚：０．８ｍｍ以下
鋼種：ＩＦ鋼
通板速度：５０〜１３５ｍｐｍ
メッキ浴：Ｚｎ−Ａｌ（Ａｌ：０．１〜０．１５％）
侵入板温：４５０〜４７０℃
スナウト内の加熱の有無：なし
スナウト内の雰囲気温度：２００℃
合金化工程の有無：あり
【００７２】
【表１】
【００７３】
表１から、以下の知見を得ることができる。
【００７４】
（x1）整流板の両端部を、４５°未満の角度（α）で切り欠いた形状にすると、切欠き部分の溶融金属表面に淀み領域（図４（ａ）中「１０」、参照）が生成する。この淀み領域が生成すると、鋼板端部には、溶融金属の淀みに起因する表面外観欠陥が発現する。したがって、整流板の端部は、４５〜９０°の角度で切り欠いた形状が好ましい。
【００７５】
(x2)整流板の端部を４５°の角度で切り欠いた形状とした場合における横向き流の流速は、メタルポンプの吐出口及び吸引口の幅が２５０ｍｍで、整流板を設置していない（即ち、図３（ａ）のスナウト両内壁面の間隔が４６０ｍｍである）場合における横向き流の流速の約１．４倍である。
【００７６】
（x3）整流板の端部を垂直面（α＝９０°）で形成すると、淀み領域が全く生成しないので、横向き流の流速を、従来の流速の１．５にすることができる。
【００７７】
（y1）整流板はスナウト下端に設置し、メタルポンプはめっき浴面下に固定して配置するが、スナウトは、操業中、前後に傾動する必要があるので、整流板とメタルポンプの間には、所要の間隙を設ける必要がある。
【００７８】
（y2）上記間隔が３０ｍｍを超えて広くなると、鋼板端部の周辺に反転流が流入したり、淀み領域が発生したりして、横向き流の流速が低下するので、上記間隔は３０ｍｍ以下が好ましい。なお、上記間隔は、狭いほうが好ましいが、スナウトの前後の傾動に支障のない範囲で適宜設定すればよく、下限を特に設定する必要はない。
【００７９】
（z1）スナウト内に設置する整流板の通板方向の長さは、６００ｍｍ以下が好ましい。６００ｍｍを超えると、鋼板の移動に伴う随伴流がスナウト内で発達し過ぎ、その結果、スナウト内の溶融金属表面に湧き出す湧出流が生じ、鋼板表面に流れ模様が発現する。
【００８０】
（z2）さらに、スナウト内に設置する整流板の通板方向の長さは、プッシュポンプとプルポンプで形成される横向き流が、鋼板の幅方向に直角な方向に拡散しない長さであればよい。例えば、整流板の長さが１００ｍｍでも、横向き流が、鋼板の幅方向に直角な方向に拡散しない長さであれば、整流板よる整流化効果を発揮することができる。
【００８１】
本発明においては、上記要件に基づいて、溶融亜鉛の淀み、及び、めっき浴面上の異物に起因する表面欠陥及び表面外観欠陥がない、鮮麗な外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板を製造することができるが、さらに、スナウト内部を加熱し、亜鉛ヒュームがスナウト内壁に付着するのを防止して、スカム、ドロス等の生成量を低減すると、より表面欠陥及び表面外観欠陥のない、鮮麗な外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板を製造することができる。
【００８２】
表１において、スカム巻き込み性欠陥の合格とは、５〜１０トンのコイルの表面に存在するスカム巻き込み性欠陥の有無を評価し、コイルの内に、１つでもスカム巻き込み性欠陥が存在する場合には不合格コイルとし、約１日間、同じ水準で試験して集計した結果、不合格コイルの発生率が８％以下であることを意味する。
【００８３】
なお、表１において、鋼板の板幅は、すべて、１５００ｍｍ以上と記載しているが、１５００ｍｍ以上の鋼板には、例えば、１７５０ｍｍ幅の鋼板も含まれる。また、表面模様疵（表面模様性欠陥）は、一つの試験水準で発生する場合には、その試験水準で安定して発生するので、その試験水準を不合格とした。
【実施例】
【００８４】
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例の条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
【００８５】
（実施例）
【００８６】
【表２】
【００８７】
試験方法は、表１の場合と同様にして、表１に示す水準以外の水準にして試験した結果を、表２に示す。表２に示すように、スカム巻き込み性欠陥の発生については合格であるが、表面模様疵（表面模様性欠陥）の発生については、条件によって不合格となる水準がある。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
前述したように、本発明によれば、鮮麗な外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板を製造することができる。したがって、本発明は、需要者の厳しい要望に応えるとともに、溶融亜鉛めっき鋼板の用途を拡大するものであり、溶融亜鉛めっき鋼板を素材とする製造産業において利用可能性が大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】溶融亜鉛めっき装置の従来態様を示す図である。
【図２】鋼板の表面に沿う横方向の溶融亜鉛流（横向き流）を形成する態様を示す図である。
【図３】スナウト内の流れを観察した結果を模式的に示す図である。（ａ）は、スナウト内に整流板を設置していない場合における流れを模式的示し、（ｂ）は、スナウト内に整流板を設置した場合における流れを模式的示す。
【図４】整流板の設置態様を示す図である。（ａ）は、整流板の端部が、角度αで切り欠かれている場合を示し、（ｂ）は、整流板の端部が垂直面（角度α＝９０°）で形成されている場合を示す。
【符号の説明】
【００９０】
１ 鋼板
２ スナウト
３ めっき浴
４ ポットロール
５ めっき槽
６ ガスワイピングノズル
７ 液状異物
８ 酸化亜鉛
９ 整流板
１０ 淀み領域
Ｐ、Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3 横向き流
Ｐ1'、Ｐ2'、Ｐ3' 広がり流
Ｐ1 プッシュポンプ
Ｐ2 プルポンプ
Ｐx 吐出側
Ｐy 吸込側
Ｆ 反転流
Ｆo 溶融金属湧出部
ｆ 引込流
Ｗ1 整流板の間隔
Ｗ2 プッシュポンプの吐出口の幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板を、下端がめっき浴に浸漬するスナウトを通して、めっき浴に浸入させる溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、
（ａ）スナウト内部のめっき浴面下に、メタルポンプを、鋼板を挟んで配置し、
（ｂ）スナウト下端に、（b-1）下端部が少なくとも鋼板幅に渡りめっき浴に浸漬する整流形成部材を、（b-2）メタルポンプの吐出口及び吸引口の幅と同等又は同等以下の間隔をもって、かつ、（b-3）メタルポンプから所要の間隔を保持して設置した
ことを特徴とする鮮麗外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項２】
前記整流形成部材が、平板状の部材で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の鮮麗外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項３】
前記整流形成部材の端部が、傾斜度４５〜９０°の斜面で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の鮮麗外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項４】
前記整流形成部材の間隔が２５０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の鮮麗外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項５】
前記整流形成部材を、その端部がメタルポンプから３０ｍｍ以下の領域に位置するように設置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の鮮麗外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項６】
前記整流形成部材の下端部を、めっき浴の浴面下１００〜６５０ｍｍの範囲に浸漬することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の鮮麗外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項１】
鋼板を、下端がめっき浴に浸漬するスナウトを通して、めっき浴に浸入させる溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、
（ａ）スナウト内部のめっき浴面下に、メタルポンプを、鋼板を挟んで配置し、
（ｂ）スナウト下端に、（b-1）下端部が少なくとも鋼板幅に渡りめっき浴に浸漬する整流形成部材を、（b-2）メタルポンプの吐出口及び吸引口の幅と同等又は同等以下の間隔をもって、かつ、（b-3）メタルポンプから所要の間隔を保持して設置した
ことを特徴とする鮮麗外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項２】
前記整流形成部材が、平板状の部材で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の鮮麗外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項３】
前記整流形成部材の端部が、傾斜度４５〜９０°の斜面で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の鮮麗外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項４】
前記整流形成部材の間隔が２５０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の鮮麗外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項５】
前記整流形成部材を、その端部がメタルポンプから３０ｍｍ以下の領域に位置するように設置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の鮮麗外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項６】
前記整流形成部材の下端部を、めっき浴の浴面下１００〜６５０ｍｍの範囲に浸漬することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の鮮麗外観を備える溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−２４９７０（Ｐ２００８−２４９７０Ａ）
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１９６７３６（Ｐ２００６−１９６７３６）
【出願日】平成１８年７月１９日（２００６．７．１９）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月１９日（２００６．７．１９）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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