特許 6350088 溶融金属めっき金属帯の製造方法及びガスワイピング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6350088

(24)【登録日】2018年6月15日

(45)【発行日】2018年7月4日

(54)【発明の名称】溶融金属めっき金属帯の製造方法及びガスワイピング装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 2/20 20060101AFI20180625BHJP

【ＦＩ】

   C23C2/20

【請求項の数】7

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2014-159695(P2014-159695)

(22)【出願日】2014年8月5日

(65)【公開番号】特開2016-37618(P2016-37618A)

(43)【公開日】2016年3月22日

【審査請求日】2017年4月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】新日鐵住金株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095957

【弁理士】

【氏名又は名称】亀谷 美明

(74)【代理人】

【識別番号】100096389

【弁理士】

【氏名又は名称】金本 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100101557

【弁理士】

【氏名又は名称】萩原 康司

(74)【代理人】

【識別番号】100128587

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 一騎

(72)【発明者】

【氏名】奥平 裕貴

(72)【発明者】

【氏名】西村 哲也

(72)【発明者】

【氏名】大毛 隆志

【審査官】 池ノ谷 秀行

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−２２１０５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２１５９２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２７５２４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２３２０５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ ２／００−２／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面に溶融金属膜が付着され、連続的に上方に導出される金属帯の両面にガスを吹き付けて、前記溶融金属膜の膜厚を調節するステップを含む溶融金属めっき金属帯の製造方法において、
前記金属帯の幅方向の全体に対して噴射される第１の噴射ガスの前記金属帯への衝突位置よりも上流側における前記溶融金属膜の膜厚の変動を検出するステップと、
前記第１の噴射ガスの前記金属帯への衝突位置よりも上流側で、前記金属帯の少なくともエッジ部に対して、周期的に発生する前記溶融金属膜の膜厚変動の周波数に合わせて、第２の噴射ガスをパルス噴射するステップと、
を含む、溶融金属めっき金属帯の製造方法。

【請求項2】

少なくとも前記金属帯の両面のエッジ部に対して、前記金属帯の幅方向の中央方向に向けて、前記第２の噴射ガスをパルス噴射する、請求項１に記載の溶融金属めっき金属帯の製造方法。

【請求項3】

前記第２の噴射ガスをパルス噴射しながら、前記第２の噴射ガスが前記溶融金属膜の厚膜部に吹き付けられるように噴射時期を調節する、請求項１又は２に記載の溶融金属めっき金属帯の製造方法。

【請求項4】

前記第１の噴射ガスの前記金属帯への衝突位置の上流側及び下流側それぞれの位置で、所定の基準位置から前記溶融金属膜の表面までの距離を検出し、
前記下流側で検出される距離の値と前記上流側で検出される距離の値との差分に基づいて前記膜厚の変動を検出する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の溶融金属めっき金属帯の製造方法。

【請求項5】

前記溶融金属の種類及び前記金属帯の搬送速度の少なくとも一つに基づいてあらかじめ決定される噴射圧で、前記第２の噴射ガスを噴射する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の溶融金属めっき金属帯の製造方法。

【請求項6】

前記第２の噴射ガスをパルス噴射しながら、前記膜厚の変動幅が小さくなるように前記ガスの噴射圧を調節する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の溶融金属めっき金属帯の製造方法。

【請求項7】

表面に溶融金属膜が付着され、連続的に上方に導出される金属帯の両面にガスを吹き付けて、前記溶融金属膜の膜厚を調節するガスワイピング装置において、
前記金属帯の幅方向の全体に対して第１の噴射ガスを噴射する主ワイピングノズルと、
前記第１の噴射ガスの前記金属帯への衝突位置の上流側における前記溶融金属膜の膜厚の変動を検出するための膜厚変動計測部と、
前記第１の噴射ガスの前記金属帯への衝突位置よりも上流側で、前記金属帯の少なくともエッジ部に対して第２の噴射ガスを噴射可能な補助ワイピングノズルと、
前記膜厚変動計測部の計測値に基づいて検出される、周期的に発生する前記溶融金属膜の膜厚変動の周波数に合わせて、前記第２の噴射ガスをパルス噴射させる制御部と、
を備える、ガスワイピング装置。

【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の表面に溶融金属を付着させてめっき処理を施す溶融金属めっき金属帯の製造方法及びガスワイピング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

溶融金属めっき鋼帯の製造工程においては、連続搬送される鋼帯を溶融金属浴中に浸漬した後、溶融金属浴から鋼帯を導出するとともにガスワイピング装置にて溶融金属膜を所定の目付量に制御するようになっている。ガスワイピング装置は、溶融金属浴中から導出された鋼帯に付着している余剰の溶融金属を掻き取って膜厚を調整する機能を有している。このガスワイピングによって鋼帯の表裏から掻き取られた溶融金属の一部は、鋼帯から引きちぎれ、液滴状となって周囲に飛散する。この液滴はスプラッシュとも言われる。スプラッシュは、鋼帯に付着することにより疵を生じさせ、また、ワイピングノズルを詰まらせるなど操業に悪影響を与え得る。鋼帯に疵が発生するとめっき鋼帯の歩留まりの悪化につながる。また、ノズル詰まりは操業者によるノズル清掃といった作業負荷を増すことにつながる。

【0003】

ところで、昨今、溶融金属めっき金属板の一態様である溶融亜鉛めっき鋼板は、例えば自動車用の防錆鋼板として使用されるなど重要な品種として位置づけられている。そのため、めっき処理工程においても鋼帯の搬送速度を上昇させ、溶融亜鉛めっき鋼帯の生産効率を向上することによって生産コストを削減し、溶融亜鉛めっき鋼板の競争力の強化を図っている。

【0004】

一般的に搬送速度を高速化すると、鋼帯により持ち上げられる液膜量が増加する。そのため、高速化しても目付量が一定となるように、ワイピングノズルと鋼帯との距離の近接化や、ワイピングガス供給量の増大により、鋼帯表面へのワイピングガスの衝突圧を増やす必要がある。しかしながら、ワイピングガスの衝突圧の上昇はスプラッシュ発生量の増大につながるおそれがある。

【0005】

これに対して、特許文献１には、めっき鋼板の両端部におけるめっき層の過剰の付着を防ぐために、鋼板から外れているワイピングノズルの対向部に、ワイピングノズルから吹き付けられるガス流に乱れを発生させないようにする技術が開示されている。具体的に、特許文献１には、ワイピングノズルより上で、かつ、平行に補助ノズルを設置し、下方向に、かつ、鋼板中央部に向けて角度を設けてガスを吹き付け、鋼板端部における過剰の溶融金属めっき層を除去する技術が開示されている。

【0006】

また、特許文献２には、高速搬送時においてもスプラッシュの発生を低減するために、ワイピングノズルの下方の鋼帯エッジより内側に補助ノズルを設け、補助ノズルから鋼帯面にガスを噴射する技術が開示されている。具体的に、特許文献２には、ガス噴射方向が鋼帯幅方向のセンターから鋼帯エッジに向かって、下向きでかつ鋼帯面に近づくように、鋼帯進行方向及び鋼帯面と所定角度を有するように補助ノズルを設けることが記載されている。

【0007】

また、特許文献３には、スプラッシュの発生を支障の無い程度に抑止しながらラインの高速化を達成するために、ガスワイピングノズルの上流側直前に、鋼帯の表裏両面の両エッジ部に対向して、エッジワイピングノズルを配設したエッジワイピング装置が開示されている。特許文献３に記載のエッジワイピングノズルは、鋼帯の進行方向に対して旋回自在かつ幅方向に移動可能になっており、ガスワイピングに先立って鋼帯の両エッジ部の過剰めっき金属の厚みを、スプラッシュ発生を防止できる値以下にする。

【0008】

また、特許文献４には、スプラッシュによるワイピングノズル詰まりを防止するために、ワイピングノズル下部の金属板エッジ付近に、金属板に付着した溶融めっき液に働く外力を金属板の幅中心部に向かう方向に変える方向変換手段を設けたガスワイピング装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開平０５−３３１６１０号公報

【特許文献2】特開２００９−１６７４７３号公報

【特許文献3】特開昭６２−２０５２５６号公報

【特許文献4】特開２０１０−２１６０１０号公報

【非特許文献】

【0010】

【非特許文献1】「混相流 ｖｏｌ．１４，Ｎｏ．２，Ｐ．１９４」（２０００：武石芳明、鈴木豊、矢葺邦弘）

【非特許文献2】「Ｃｈｅｍ．Ｅｎｇ．Ｓｃｉ．，４７，Ｐ．６８３」（１９９２：Ｈ．Ｓ．Ｋｈｅｓｈｇｉ，Ｓ．Ｆ．Ｋｉｓｔｌｅｒ，Ｌ．Ｅ．Ｓｃｒｉｖｅｎ）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

特許文献１〜４に開示された技術は、いずれも、鋼板端部に溶融金属膜が余剰に付着した状態を解消するための技術であり、一定の効果は期待できる。しかしながら、ワイピングガスの衝突位置の直前では、ガスワイピングによって掻き落とされた溶融金属によって、溶融金属膜の膜厚は不均一になっており、溶融金属膜の表面が波打った状態となっている。このように溶融金属膜の表面が波打った状態では、膜厚が厚い部分において、発生するスプラッシュが過大となるおそれがある。上記の特許文献１〜４に開示された技術では、ワイピングノズル直前の溶融金属膜の膜厚のばらつきが解消されにくく、相対的に膜厚が厚い部分においてスプラッシュが発生するおそれがある。また、特許文献１〜４に開示された技術では、膜厚が厚い部分の余剰の溶融金属膜を除去しようとすると、膜厚が薄い部分の溶融金属膜も必要以上に飛ばされてしまうおそれがある。

【0012】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、溶融金属を掻き落とすための第１の噴射ガスの衝突位置の上流側で溶融金属膜の膜厚を平均化することにより、スプラッシュの発生を低減するとともに、溶融金属膜の目付量を均一にすることができる溶融金属めっき金属帯の製造方法及びガスワイピング装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、表面に溶融金属膜が付着され、連続的に上方に導出される金属帯の両面にガスを吹き付けて、前記溶融金属膜の膜厚を調節するステップを含む溶融金属めっき金属帯の製造方法において、前記金属帯の幅方向の全体に対して噴射される第１の噴射ガスの前記金属帯への衝突位置よりも上流側における前記溶融金属膜の膜厚の変動を検出するステップと、前記第１の噴射ガスの前記金属帯への衝突位置よりも上流側で、前記金属帯の少なくともエッジ部に対して、周期的に発生する前記溶融金属膜の膜厚変動の周波数に合わせて、第２の噴射ガスをパルス噴射するステップと、を含む、溶融金属めっき金属帯の製造方法が提供される。

【0014】

また、少なくとも前記金属帯の両面のエッジ部に対して、前記金属帯の幅方向の中央方向に向けて、前記第２の噴射ガスをパルス噴射してもよい。

【0015】

また、前記第２の噴射ガスをパルス噴射しながら、前記第２の噴射ガスが前記溶融金属膜の厚膜部に吹き付けられるように噴射時期を調節してもよい。

【0016】

また、前記第１の噴射ガスの前記金属帯への衝突位置の上流側及び下流側それぞれの位置で、所定の基準位置から前記溶融金属膜の表面までの距離を検出し、前記下流側で検出される距離の値と前記上流側で検出される距離の値との差分に基づいて前記膜厚の変動を検出してもよい。

【0017】

また、前記溶融金属の種類及び前記金属帯の搬送速度の少なくとも一つに基づいてあらかじめ決定される噴射圧で、前記第２の噴射ガスを噴射してもよい。

【0018】

また、前記第２の噴射ガスをパルス噴射しながら、前記膜厚の変動幅が小さくなるように前記ガスの噴射圧を調節してもよい。

【0019】

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、表面に溶融金属膜が付着され、連続的に上方に導出される金属帯の両面にガスを吹き付けて、前記溶融金属膜の膜厚を調節するガスワイピング装置において、前記金属帯の幅方向の全体に対して第１の噴射ガスを噴射する主ワイピングノズルと、前記第１の噴射ガスの前記金属帯への衝突位置の上流側における前記溶融金属膜の膜厚の変動を検出するための膜厚変動計測部と、前記第１の噴射ガスの前記金属帯への衝突位置よりも上流側で、前記金属帯の少なくともエッジ部に対して第２の噴射ガスを噴射可能な補助ワイピングノズルと、前記膜厚変動計測部の計測値に基づいて検出される、周期的に発生する前記溶融金属膜の膜厚変動の周波数に合わせて、前記第２の噴射ガスをパルス噴射させる制御部と、を備える、ガスワイピング装置が提供される。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、溶融金属めっき金属帯の製造時において、溶融金属を掻き落とすための第１の噴射ガスの衝突位置の上流側で、溶融金属膜の厚膜部に対応して第２の噴射ガスを間欠噴射することにより、溶融金属膜の膜厚をあらかじめ平均化することができる。したがって、スプラッシュの発生が低減するとともに、溶融金属膜の目付量を均一にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の第１の実施の形態にかかるガスワイピング装置の概略構成例を示す図である。

【図2】同実施形態にかかるガスワイピング装置を側方側から見た図である。

【図3】主ワイピングによって溶融亜鉛膜が掻き取られる様子を示す図である。

【図4】溶融亜鉛膜の流下液膜によって厚膜部が発生する様子を示す図である。

【図5】第１及び第２のレーザー変位計による膜厚の求め方を説明するための図である。

【図6】パルスワイピングガスの噴射方向を示す説明図である。

【図7】パルスワイピングガスの噴射方向及びレーザー変位計のレーザーの入射方向を示す説明図である。

【図8】同実施形態にかかるガスワイピング装置の制御部の構成を示すブロック図である。

【図9】同実施形態にかかるパルスワイピング制御処理を示すフローチャートである。

【図10】本発明の第２の実施の形態にかかるガスワイピング装置の制御部の構成を示すブロック図である。

【図11】同実施形態にかかるパルスワイピング制御処理を示すフローチャートである。

【図12】パルスワイピングガスの吹き付けによる膜厚の低減効果を示す説明図である。

【図13】厚膜部の発生周期を示す説明図である。

【図14】厚膜部の発生周期を示す説明図である。

【図15】スプラッシュ疵低減効果をウェーバ数によって示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0023】

＜＜１．第１の実施の形態＞＞
＜１−１．ガスワイピング装置の構成例＞
まず、本発明の第１の実施の形態にかかる溶融金属めっき金属帯の製造方法を実施するために使用可能なガスワイピング装置について詳細に説明する。図１及び図２は、本実施形態にかかるガスワイピング装置１０の構成例を概略的に示す模式図である。図１は、鋼帯１の片方の面側から見たガスワイピング装置１０の概略図であり、図２は、鋼帯１の側方側から見たガスワイピング装置１０の概略図である。ガスワイピング装置１０は、主ワイピングノズル２０と、膜厚変動計測部４０と、補助ワイピングノズル３０と、図示しない制御部とを備えている。本実施形態にかかるガスワイピング装置１０は、溶融金属めっき鋼帯の製造ラインに設置されるものである。直前に行われる、鋼帯の表面に溶融金属を付着させる工程を経て、ガスワイピング装置１０に鋼帯１が投入される。

【0024】

溶融金属の種類は、Ｆｅの融点より充分低い温度で溶融状態にあれば、特に制限は無いが、実用的には、例えば、Ｚｎ，Ａｌ，Ｓｎ，Ｐｂの単体またはこれらの合金が例示される。あるいはこれらの金属又は合金に、例えばＳｉ，Ｐ等の非金属元素、Ｃａ，Ｍｇ，Ｓｒ等の典型金属元素、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ等の遷移金属元素を含有するものも含まれる。本実施形態では、スプラッシュの発生が特に問題となり得る溶融亜鉛めっき鋼帯の製造ラインに設置されるガスワイピング装置１０を例に採って説明する。

【0025】

鋼帯１の表面に溶融亜鉛を付着させる方式は特に制限されない。例えば、鋼帯１を溶融亜鉛浴に浸漬した後に鉛直方向に引き上げる方式、電磁力により浮遊させた溶融亜鉛中に鋼帯１を通過させる方式、さらには、鋼帯１を水平方向に搬送しながらその上下から溶融亜鉛を供給する方式等があげられる。いずれにおいても、鋼帯１が溶融亜鉛と接触する部分では、溶融亜鉛がある程度溜まった状態にある。本実施形態では、鋼帯１を溶融亜鉛浴８に浸漬した後に鉛直方向に引き上げる例を示している。

【0026】

（１−１−１．主ワイピングノズル）
主ワイピングノズル２０は、第１の噴射ガスを鋼帯１の幅方向の全体に対して噴射して、主に溶融金属膜Ｚの膜厚ｄ０を制御するものである（以下、かかる制御を「主ワイピング」あるいは「主ワイピング制御」といい、第１の噴射ガスを「主ワイピングガス」ともいう。）。主ワイピングノズル２０は、鋼帯１の片面あたり一つ備えられる。主ワイピングノズル２０の形状については既存技術のものでよく、特に制限されない。高速搬送時のスプラッシュの抑制や薄目付化を達成するには、一般に、主ワイピングガスは水平方向に向けて噴射される。ただし、主ワイピングガスは水平面に対して下方に向けて噴射されてもよく、この場合、水平面に対する主ワイピングガスの噴射方向の成す角度が４０°以下であることが好適である。より好ましくは３０°以下である。

【0027】

図３及び図４は、主ワイピング制御によって鋼帯１に付着した溶融亜鉛が掻き取られる様子を示している。鋼帯１に付着して持ち上げられた溶融亜鉛は、主ワイピングによって余剰分が流下液膜Ｚ’として掻き落とされる。このとき、主ワイピングノズル２０の下方の鋼帯１の表面に付着した溶融亜鉛膜Ｚの膜厚ｄ０にばらつきが発生し、鋼帯１の表面には溶融亜鉛膜Ｚの表面波が形成される。膜厚ｄ０のばらつきを有し、表面波が形成された溶融亜鉛膜Ｚにおいて、厚膜部５は周期的に発生する。

【0028】

このとき鋼帯１のエッジ部において発生するスプラッシュＳは、発生の指標として、非特許文献１に記載の無次元数のウェーバ数Ｗｅによりある程度の予測が可能である。例えば、ウェーバ数Ｗｅは、主ワイピングガスの密度ρ_ｇａｓ、主ワイピングガスの流速Ｕ_ｇａｓ、溶融亜鉛の表面張力σｌ、溶融亜鉛膜Ｚの膜厚ｄ０により、以下の式（１）で表すことができる。

【0029】

【数1】

【0030】

ウェーバ数Ｗｅが大きいほどスプラッシュＳの発生が助長されるため、かかる式（１）から分かるように、図３及び図４に示した厚膜部５では、膜厚ｄ０が大きいことから、スプラッシュＳが発生しやすくなる。

【0031】

（１−１−２．膜厚変動計測部）
膜厚変動計測部４０は、主ワイピングガスの鋼帯１への衝突位置の上流側で、溶融亜鉛膜Ｚの膜厚ｄ０の変動を検出するために用いられる。本実施形態にかかるガスワイピング装置１０では、第１のレーザー変位計４１ａ及び第２のレーザー変位計４１ｂにより膜厚変動計測部４０が構成されている。第１のレーザー変位計４１ａは、主ワイピングガスの鋼帯１への衝突位置の上流側、すなわち、主ワイピングノズル２０の下方側において、鋼帯１の両面における鋼帯１の幅方向の両側にそれぞれ設けられる。

【0032】

一方、第２のレーザー変位計４１ｂは、主ワイピングガスの鋼帯１への衝突位置の下流側、すなわち、主ワイピングノズル２０の上方側において、鋼帯１の両面における鋼帯１の幅方向の両側にそれぞれ設けられる。第１及び第２のレーザー変位計４１ａ，４１ｂから出射するレーザーは、鋼帯１の表面に対して垂直方向に入射する（図７を参照。）。したがって、第１及び第２のレーザー変位計４１ａ，４１ｂにより、それぞれの計測位置での溶融亜鉛膜Ｚの表面までの最短距離を計測する。第１及び第２のレーザー変位計４１ａ，４１ｂの計測値は制御部に入力される。

【0033】

図５に示すように、第１のレーザー変位計４１ａにより計測される距離Ｌ_ａの値は、余剰の溶融亜鉛が掻き取られる前の溶融亜鉛膜Ｚの表面までの距離を示す。第２のレーザー変位計４１ｂにより計測される距離Ｌ_ｂの値は、余剰の溶融亜鉛が掻き取られた後の溶融亜鉛膜Ｚの表面までの距離を示す。第１及び第２のレーザー変位計４１ａ，４１ｂにおける距離の基準位置と鋼帯１との距離は互いに同一になるように設けられている。したがって、本実施形態にかかるガスワイピング装置１０では、第２のレーザー変位計４１ｂにより計測される距離Ｌ_ｂ−１（Ｌ_ｂ−２）から、第１のレーザー変位計４１ａにより計測される距離Ｌ_ａ−１（Ｌ_ａ−２）を減算した差分が、余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓを表すこととなる。主ワイピングガスの鋼帯１への衝突位置の前後における距離の差分を求めることにより、鋼帯１が振動した場合であっても、溶融亜鉛膜Ｚの表面の位置のブレを排除して、余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓを検出することができる（（Ｌ_ｂ−１−Ｌ_ａ−１）＝（Ｌ_ｂ−２−Ｌ_ａ−２））。

【0034】

第１及び第２のレーザー変位計４１ａ，４１ｂによる距離の計測位置は、鋼帯１のエッジ部の溶融亜鉛膜Ｚの膜厚ｄ０の変動を検出できる位置であればよい。例えば、鋼帯１の幅方向における第１及び第２のレーザー変位計４１ａ，４１ｂの計測位置を、鋼帯１のエッジから１０〜３０ｍｍの範囲内とすることが好ましく、１５〜２５ｍｍの範囲内とすることがより好ましい。

【0035】

また、鋼帯１の搬送方向における第１及び第２のレーザー変位計４１ａ，４１ｂの計測位置を、それぞれ主ワイピングガスの衝突位置から２０〜３０ｍｍの範囲内とすることが好ましい。すなわち、鋼帯１の搬送方向における第１のレーザー変位計４１ａの計測位置を、主ワイピングガスの衝突位置から下方側に２０〜３０ｍｍの範囲内とすることが好ましい。より好ましくは、補助ワイピングノズル３０から噴射される第２の噴射ガスの鋼帯１への衝突範囲内に第１のレーザー変位計４１ａの計測位置を位置させるとよい。かかる位置で第１のレーザー変位計４１ａにより距離の計測を行うことにより、補助ワイピングノズル３０から噴射される第２の噴射ガスが吹き付けられた状態での溶融亜鉛膜Ｚの膜厚ｄ０の変動を計測することができる。

【0036】

また、鋼帯１の搬送方向における第２のレーザー変位計４１ｂの計測位置を、主ワイピングガスの衝突位置から上方側に２０〜３０ｍｍの範囲内とすることが好ましい。かかる位置で第２のレーザー変位計４１ｂによる距離の計測を行うことにより、鋼帯１の振動により鋼帯１の位置がずれる場合であっても、第１及び第２のレーザー変位計４１ａ，４１ｂそれぞれの計測位置での鋼帯１の位置のずれを小さくすることができる。したがって、第１及び第２のレーザー変位計４１ａ，４１ｂを用いた余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓの検出を、精度よく行うことができる。

【0037】

（１−１−３．補助ワイピングノズル）
補助ワイピングノズル３０は、主ワイピングガスの鋼帯１への衝突位置よりも上流側で、鋼帯１の少なくともエッジ部に対して第２の噴射ガスを噴射可能なノズルである。補助ワイピングノズル３０は、鋼帯１の両面における、鋼帯１の幅方向の外側にそれぞれ設けられ、鋼帯１のエッジ部の外側からエッジ部に向けて第２の噴射ガスを噴射する。かかるパルスワイピング制御は、鋼帯１のエッジ部に付着した溶融亜鉛膜Ｚの厚膜部５の膜厚ｄ０を小さくして、エッジ部の溶融亜鉛膜Ｚの膜厚ｄ０を平均化するための制御となっている。

【0038】

かかる補助ワイピングノズル３０には、コンプレッサ等の高圧ガス供給装置が接続されており、制御部によって第２の噴射ガスを間欠噴射する制御が行われる（以下、かかる制御を「パルスワイピング」あるいは「パルスワイピング制御」といい、第２の噴射ガスを「パルスワイピングガス」ともいう。）。パルスワイピングガスの噴射圧は、溶融金属の種類や鋼帯の搬送速度によって異なる値とすることができる。適切な噴射圧は、あらかじめ実機によるシミュレーションを行って設定することができ、例えば、１００〜２５０ｋＰａとすることができる。

【0039】

図６及び図７は、補助ワイピングノズル３０から噴射されるパルスワイピングガスの噴射方向を示している。図６に示すように、パルスワイピングガスの鋼帯１への衝突位置は、鋼帯１のエッジから０〜３０ｍｍの範囲内とすることが好ましく、５〜１５ｍｍの範囲内とすることがより好ましい。かかる衝突位置となるようにパルスワイピングガスを噴射することにより、ガスを鋼帯１の背面側に巻き込むことなく、鋼帯１のエッジ部にパルスワイピングガスを吹き付けることができる。

【0040】

また、鋼帯１の搬送方向における、主ワイピングガスの衝突位置と、パルスワイピングガスの衝突位置との距離Ｌ１を、１０〜５０ｍｍの範囲内とすることが好ましく、１０〜３０ｍｍの範囲内とすることがより好ましい。かかる位置に対してパルスワイピングガスを吹き付けることにより、主ワイピングガスと重ならないようにパルスワイピングガスを吹き付けて、溶融亜鉛膜Ｚの膜厚ｄ０を効果的に平均化することができる。

【0041】

また、鋼帯１のエッジから、補助ワイピングノズル３０のガス噴射口までの距離Ｌ２を、１０〜３０ｍｍの範囲内とすることが好ましく、１０〜２０ｍｍの範囲内とすることがより好ましい。かかる位置からパルスワイピングガスを噴射することにより、効果的にパルスワイピングを行いつつ、鋼帯１が振動した際に補助ワイピングノズル３０が鋼帯１に接触することを防ぐことができる。

【0042】

また、補助ワイピングノズル３０から噴射されるパルスワイピングガスは、水平方向に対して角度θ分下方に向けて噴射される。角度θは、例えば、０〜４５°の範囲内の値とすることが好ましく、１０〜３０°の範囲内の値とすることがより好ましい。かかる角度θでパルスワイピングガスを噴射することにより、パルスワイピングにより吹き飛ばされる溶融亜鉛が主ワイピングノズル２０側に向かって飛散することを防ぐことができる。

【0043】

また、図７に示すように、補助ワイピングノズル３０から噴射されるパルスワイピングガスは、鋼帯１の表面に対して角度αの方向から噴射される。角度αは、５〜３０°の範囲内の値とすることが好ましく、１０〜２０°の範囲内の値とすることがより好ましい。かかる角度αでパルスワイピングガスを噴射することにより、パルスワイピングによって、鋼帯１のエッジ部に付着した溶融亜鉛膜Ｚの厚膜部５の膜厚ｄ０を効率的に小さくすることができる。

【0044】

（１−１−４．制御部）
制御部は、補助ワイピングノズル３０からガスを間欠噴射させるパルスワイピング制御を実行する。図８は、本実施形態にかかるガスワイピング装置１０の制御部５０の構成を機能的に表したブロック図である。制御部５０は、マイクロコンピュータを中心に構成されたものであって、膜厚変動演算部５２と、パルス噴射制御部５４とを備えている。具体的に、これらの各部は、例えば、マイクロコンピュータによるプログラムの実行により実現される機能部とすることができる。また、制御部５０は図示しない記憶素子を備えている。かかる制御部５０には、第１及び第２のレーザー変位計４１ａ，４１ｂの計測値が入力される。

【0045】

膜厚変動演算部５２は、第１及び第２のレーザー変位計４１ａ，４１ｂの計測値Ｌ_ａ，Ｌ_ｂの入力を受け、主ワイピングガスが吹き付けられる直前の溶融亜鉛膜Ｚの膜厚ｄ０の変動を演算する。具体的に、膜厚変動演算部５２は、第２のレーザー変位計４１ｂの計測値Ｌ_ｂから第１のレーザー変位計４１ａの計測値Ｌ_ａを引いて余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓを算出する。膜厚変動演算部５２は、余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓの算出を継続的に行い、厚膜部５における余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓＸ、膜厚ｄｓの変動周波数Ｆ、現時点における膜厚ｄｓの平均値ｄｓ＿ａｖｅをそれぞれ算出する。このとき、第１及び第２のレーザー変位計４１ａ，４１ｂから入力される計測値から、ノイズを除去する処理を実行してもよい。

【0046】

パルス噴射制御部５４は、膜厚変動演算部５２で算出された膜厚ｄｓの変動周波数Ｆに合わせて、補助ワイピングノズル３０からガスを間欠噴射させる制御を行う。具体的に、パルス噴射制御部５４は、算出された変動周波数Ｆでガスをパルス噴射させつつ、パルスワイピングガスの噴射タイミングをずらしながら、溶融亜鉛膜Ｚの膜厚ｄ０が平均化されるように調整する。かかる制御を行うことにより、余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓを小さく抑えるとともに平均化することができる。したがって、主ワイピングガスが鋼帯１に吹き付けられたときに、鋼帯１のエッジ部で発生するスプラッシュを低減することができる。

【0047】

なお、上述した膜厚変動演算部５２及びパルス噴射制御部５４による演算処理は、鋼帯１の両面における、鋼帯１の幅方向の両エッジ部ごとに実行されるようになっている。すなわち、本実施形態にかかるガスワイピング装置１０の例では、四箇所のエッジ部ごとに上記の演算処理が行われる。

【0048】

＜１−２．溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法の例＞
ここまで、本実施形態にかかるガスワイピング装置１０の構成例について説明した。次に、かかるガスワイピング装置１０によるガスワイピング処理工程を含む溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法について説明する。本実施形態にかかる溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法において、鋼帯１の表面に溶融亜鉛を付着させて鉛直方向に搬送する工程や、鋼帯１に対して主ワイピングガスを吹き付けて余剰の溶融亜鉛を掻き取る工程については、既存技術の方法により実施することができる。したがって、以下の説明においては、補助ワイピングノズル３０からガスを間欠噴射させるパルスワイピング制御について説明する。

【0049】

図９は、本実施形態にかかるパルスワイピング制御処理を示すフローチャートである。かかる制御処理は、鋼帯１の両面のそれぞれのエッジ部ごとに実行されるが、以下、一箇所のエッジ部に対するパルスワイピング制御処理について説明する。

【0050】

まず、制御部５０は、ステップＳ１０において、第１及び第２のレーザー変位計４１ａ，４１ｂの計測値を取得する。次いで、制御部５０は、ステップＳ２０において、第２のレーザー変位計４１ｂの計測値Ｌ_ｂから第１のレーザー変位計４１ａの計測値Ｌ_ａを引いて、余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓを算出し、記憶する。次いで、制御部５０は、ステップＳ３０において、所定期間内に算出された膜厚ｄｓのデータを基に、厚膜部５における余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓＸ、膜厚ｄｓの変動周波数Ｆ、膜厚ｄｓの平均値ｄｓ＿ａｖｅを算出する。このとき、所定の閾値以上の計測値を除いたり、データ群の最大値を除く等のノイズ除去の処理を行うようにしてもよい。

【0051】

次いで、制御部５０は、ステップＳ４０において、余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓの平均値ｄｓ＿ａｖｅに対する厚膜部５における余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓＸの比が、あらかじめ設定した閾値以上であるか否かを判別する。かかるステップＳ４０は、余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓのばらつきが大きいか否かを判別するための処理である。閾値は、例えば１．１とすることができるが、閾値はスプラッシュの発生状況に応じて適宜設定することができる。余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓの平均値ｄｓ＿ａｖｅに対する厚膜部５における余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓＸの比が閾値未満である場合には（Ｓ４０：Ｎｏ）、制御部５０は、現在のパルスワイピング制御の状態を変更する必要が無いと判断し、ステップＳ５０に進む。この場合、制御部５０は、ステップＳ５０においてパルスワイピング制御を現状維持とした後、ステップＳ１０に戻る。

【0052】

具体的に、ステップＳ５０では、現在、パルスワイピングが実施されていないのであれば停止状態が維持され、パルスワイピングが実施されているのであれば、現在の噴射タイミングのままガスの間欠噴射が継続される。つまり、主ワイピングガスの衝突位置の上流側で溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄ０の変動幅がはじめから小さい場合には、パルスワイピング制御は実行されない。

【0053】

一方、ステップＳ４０において、余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓの平均値ｄｓ＿ａｖｅに対する厚膜部５における余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓＸの比が閾値以上の場合には（Ｓ４０：Ｙｅｓ）、制御部５０は、パルスワイピング制御を継続する必要があると判断し、ステップＳ６０に進む。ステップＳ６０において、制御部５０は、すでにパルスワイピング制御が実行中であるか否かを判別する。パルスワイピング制御が実行されていない場合には（Ｓ６０：Ｎｏ）、制御部５０は、ステップＳ７０に進み、パルスワイピング制御を開始する。具体的に、制御部５０は、ステップＳ３０で算出した膜厚ｄｓの変動周波数Ｆに合わせて、補助ワイピングノズル３０からガスを間欠噴射し始める。このとき、パルスワイピング制御開始時の噴射タイミングは、余剰の亜鉛溶融膜Ｚｓの厚膜部５の位置に必ずしも一致していなくてよい。パルスワイピング制御を開始した後は、ステップＳ１０に戻る。

【0054】

一方、ステップＳ６０において、パルスワイピング制御がすでに実行されている場合には（Ｓ６０：Ｙｅｓ）、制御部５０は、ステップＳ８０に進み、パルスワイピングガスの噴射タイミングを調整する。かかるステップＳ８０は、パルスワイピングガスの噴射タイミングが厚膜部５の位置に合うように、噴射タイミングをずらす処理を行うものである。具体的に、制御部５０は、膜厚ｄｓの変動周波数Ｆに合わせてパルス噴射されているパルスワイピングガスの噴射タイミングを所定時間早めるか、あるいは、遅らせる。

【0055】

好ましくは、今回の演算周期で算出された厚膜部５における余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓＸ（ｎ）と、前回の演算周期で算出された厚膜部５における余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓＸ（ｎ−１）とを比較し、膜厚ｄｓＸが小さくなる方向に噴射タイミングをずらすようにするとよい。ずらす時間の間隔は、例えば、１０ｍｓとすることができる。ステップＳ８０における噴射タイミングの調整は、ステップＳ４０において、余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓの平均値ｄｓ＿ａｖｅに対する厚膜部５における余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓＸの比が閾値未満となるまで繰り返される。

【0056】

以上説明したように、本実施形態にかかる溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法は、主ワイピングガスの衝突位置の上流側で、鋼帯１の両面のそれぞれのエッジ部に対して、膜厚ｄｓの変動周波数Ｆと同一の周波数でパルスワイピングガスが吹き付けられる。その際に、噴射タイミングを調整しながらパルスワイピングガスが吹き付けられる。その結果、主ワイピングガスの噴射位置において、鋼帯１のエッジ部に付着した余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓを平均化して、厚膜部５における余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓＸを小さくすることができる。したがって、主ワイピングノズル２０により主ワイピングガスを吹き付けた場合に、鋼帯１のエッジ部から発生するスプラッシュを低減することができる。そのため、搬送速度の高速化が可能になって、溶融亜鉛めっき鋼帯の歩留まりを維持しつつ、生産効率を高めることができる。

【0057】

＜＜２．第２の実施の形態＞＞
次に、本発明の第２の実施の形態にかかる溶融金属めっき金属帯の製造方法について説明する。本実施形態にかかる溶融金属めっき金属帯の製造方法は、パルスワイピングガスの噴射圧を調節しながらパルスワイピング制御を実行する点において、第１の実施の形態とは異なっている。以下、本実施形態にかかる溶融金属めっき金属帯の製造方法において実行されるパルスワイピング制御について説明する。なお、以下の説明において、ガスワイピング装置の構成については、図１及び図２を参照して説明を行う。

【0058】

＜２−１．制御部＞
図１０は、本実施形態にかかるガスワイピング装置１０の制御部５０Ａの構成を機能的に表したブロック図である。制御部５０Ａは、マイクロコンピュータを中心に構成されたものであって、膜厚変動演算部５２と、パルス噴射制御部５４と、噴射圧制御部５６とを備えている。具体的に、これらの各部は、例えば、マイクロコンピュータによるプログラムの実行により実現される機能部とすることができる。このうち、膜厚変動演算部５２及びパルス噴射制御部５４は、第１の実施の形態にかかる制御部５０の膜厚変動演算部５２及びパルス噴射制御部５４と同一の構成とすることができる。

【0059】

噴射圧制御部５６は、補助ワイピングノズル３０から噴射するパルスワイピングガスの噴射圧の制御を行う。かかる噴射圧の制御は、パルス噴射制御部５４により、噴射タイミングを調整しながら厚膜部５に対してパルスワイピングガスを吹き付けたにもかかわらず、溶融亜鉛膜Ｚの膜厚ｄ０が低減あるいは平均化されない場合に実行される。具体的に、ガスワイピング開始時に、噴射圧制御部５６は、パルスワイピングガスの噴射圧を、相対的に小さい値に設定された初期噴射圧に設定する。その後、パルス噴射制御部５４により、溶融亜鉛膜Ｚの膜厚ｄ０の変動周波数Ｆ分、噴射タイミングをずらしたにもかかわらず膜厚ｄ０が低減あるいは平均化されない場合に、噴射圧制御部５６は、噴射圧を所定の大きさ分増大する。噴射圧は、例えば、補助ワイピングノズル３０に高圧ガスを供給するコンプレッサの出力を調整することによって制御される。

【0060】

噴射圧制御部５６は、溶融亜鉛膜Ｚの膜厚ｄ０が低減あるいは平均化されるまで、噴射圧の増大を繰り返す。かかる制御を行うことにより、溶融亜鉛の粘度や鋼帯１の搬送速度が異なる場合であっても、余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓを小さく抑えるとともに平均化することが可能な最適な噴射圧で、パルスワイピングガスを噴射させることができる。したがって、あらかじめ噴射圧を求めることを要せずに、様々な溶融亜鉛に対応して、鋼帯１のエッジ部で発生するスプラッシュを低減することができ、汎用性を持たせることができる。

【0061】

なお、噴射圧制御部５６による演算処理も、鋼帯１の両面における、鋼帯１の幅方向の両エッジ部ごとに実行される。すなわち、本実施形態にかかるガスワイピング装置１０の例では、四箇所のエッジ部ごとに上記の演算処理が行われる。

【0062】

＜２−２．溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法の例＞
次に、本実施形態にかかるガスワイピング装置１０によるガスワイピング処理工程を含む溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法について説明する。本実施形態においても、第１の実施の形態と同様に、パルスワイピング制御処理について説明する。図１１は、本実施形態にかかるパルスワイピング制御処理を示すフローチャートである。かかる制御処理は、鋼帯１の両面のそれぞれのエッジ部ごとに実行されるが、以下、一箇所のエッジ部に対するパルスワイピング制御処理について説明する。

【0063】

制御部５０Ａは、第１の実施の形態にかかるパルスワイピング制御処理のステップＳ１０〜ステップＳ７０と同様の手順に沿って、ステップＳ１１０〜ステップＳ１７０の各処理を実行する。本実施形態では、ステップＳ１６０において、パルスワイピング制御がすでに実行されている場合には（Ｓ１６０：Ｙｅｓ）、制御部５０Ａは、ステップＳ１８０に進み、噴射タイミングの調整が、膜厚ｄｓの変動周波数Ｆの一周期分に渡って終了したか否かを判別する。かかる判別は、例えば、噴射タイミングの調整回数を示すカウンタ値が閾値に到達しているか否かにより行うことができる。あるいは、かかる判別は、噴射タイミングをずらした幅が、膜厚ｄｓの変動周期に到達しているか否かによって判定してもよい。

【0064】

噴射タイミングの調整が一周期分に渡って終了していない場合には（Ｓ１８０：Ｎｏ）、制御部５０Ａは、ステップＳ１９０に進み、第１の実施の形態にかかるステップＳ８０と同様にして、パルスワイピングガスの噴射タイミングを調整する。このとき、制御部５０Ａは、噴射タイミングを調整した回数のカウンタを１増やす。噴射タイミングの調整が一周期分に渡って終了するまで繰り返される間に、余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓの平均値ｄｓ＿ａｖｅに対する厚膜部５における余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓＸの比が閾値未満となれば、パルスワイピングガスの噴射圧は現在の圧力で維持されることになる。

【0065】

一方、ステップＳ１８０において、噴射タイミングの調整が一周期分に渡って終了していた場合には（Ｓ１８０：Ｙｅｓ）、制御部５０Ａは、ステップＳ２００に進み、噴射タイミングの調整回数を示すカウンタ値をリセットするとともに噴射圧を調整する。かかるステップＳ２００は、余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓが平均化されて厚膜部５における余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓＸが低減されるように、噴射圧を徐々に上昇させる処理を行うものである。具体的に、制御部５０Ａは、パルスワイピングガスの噴射圧を、相対的に小さい値の初期噴射圧から段階的に増大させる。

【0066】

噴射圧を、小さい値から段階的に増大させることにより、パルスワイピングガスの噴射圧が大きすぎることによって、パルスワイピングガスの衝突位置の溶融亜鉛膜Ｚの膜厚ｄ０が小さくなって表面波が形成されることを防ぐことができる。増大させる噴射圧の幅は、例えば、２０ｋＰａとすることができる。ステップＳ２００における噴射圧の調整は、ステップＳ１４０において、余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓの平均値ｄｓ＿ａｖｅに対する厚膜部５における余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓＸの比が閾値未満となるまで繰り返される。

【0067】

以上説明したように、本実施形態にかかる溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法は、主ワイピングガスの衝突位置の上流側で、鋼帯１の両面のそれぞれのエッジ部に対して、膜厚ｄｓの変動周波数Ｆと同一の周波数でパルスワイピングガスが吹き付けられる。その際に、噴射タイミングを調整しつつ、さらに噴射圧を調整しながら、パルスワイピングガスが吹き付けられる。その結果、主ワイピングガスの噴射位置において、鋼帯１のエッジ部に付着した余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓを平均化して、厚膜部５における余剰の溶融亜鉛膜Ｚｓの膜厚ｄｓＸを小さくすることができる。したがって、主ワイピングノズル２０により主ワイピングガスを吹き付けた場合に、鋼帯１のエッジ部から発生するスプラッシュを低減することができる。そのため、搬送速度の高速化が可能になって、溶融亜鉛めっき鋼帯の歩留まりを維持しつつ、生産効率を高めることができる。また、本実施形態にかかるガスワイピング装置１０は、噴射圧を調整することができるため、溶融亜鉛の粘度や、鋼帯１の搬送速度にかかわらず使用することができ、汎用性に優れたものとなる。

【実施例】

【0068】

次に、本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法の実施例について説明する。

【0069】

（１）パルスワイピングによる膜厚への影響確認
まず、鋼帯１を水に浸漬した後に鉛直方向に引き上げつつ、第１の実施の形態にかかるガスワイピング装置１０の補助ワイピングノズル３０によりパルスワイピングガスを吹き付けながら、水の膜厚変動を観測した。鋼帯１に対するパルスワイピングガスの衝突位置は、水面から４００ｍｍの高さとした。また、鋼帯１の搬送速度は３０ｍ／分、６０ｍ／分とし、それぞれについて、パルスワイピングガスのパルス周期を１０Ｈｚ、パルスワイピングガスの噴射圧を２００ｋＰａ、一回当たりの噴射期間を１０ｍｓとした。図１２に膜厚の観測結果を示す。

【0070】

図１２に示すように、水中から引き上げられる鋼帯１に対して、パルスワイピングガスを吹き付けることによって、鋼帯１の搬送速度にかかわらずパルスワイピングガスの衝突位置の膜厚を小さくできることが分かった。なお、今回のパルスワイピングガスの噴射圧及び噴射時間の条件では、水の膜厚が１００〜２００μｍ小さくなっていた。

【0071】

（２）溶融亜鉛膜の膜厚の変動周波数
次に、第１の実施の形態にかかるガスワイピング装置１０のうち、補助ワイピングノズル３０を使用せずに主ワイピングを行い、主ワイピングノズル２０の下方側での溶融亜鉛膜Ｚの膜厚変動を観察した。鋼帯１の搬送速度は１５０ｍ／分、１８０ｍ／分とした。また、搬送速度１５０ｍ／分のときの主ワイピングガスの噴射圧は５０ｋＰａとし、搬送速度１８０ｍ／分のときの主ワイピングガスの噴射圧は７０ｋＰａとした。使用した鋼帯１の幅は４００ｍｍであった。

【0072】

それぞれの条件で主ワイピングを行い、観測された厚膜部の発生間隔を図１３及び図１４に示す。図１３に示すように、鋼帯１の搬送速度が１５０ｍ／分の場合の厚膜部５の発生周波数（膜厚の変動周波数）は、約１５Ｈｚであった。また、図１４に示すように、鋼帯１の搬送速度が１８０ｍ／分の場合の厚膜部５の発生周波数（膜厚の変動周波数）は、約１９Ｈｚであった。かかる観測実験により、主ワイピングによって発生する流下液膜により、厚膜部５が所定の周波数で発生することが分かった。

【0073】

（３）ウェーバ数Ｗｅによるスプラッシュ疵の低減効果
次に、パルスワイピングによるスプラッシュ疵の抑制効果を、上述した式（１）に示すウェーバ数Ｗｅを用いて評価した。このとき、鋼帯１に付着して持ち上げられる溶融亜鉛膜Ｚの膜厚ｄ０を、非特許文献２を参考にして、以下の式（２）を用いて算出した。

【0074】

【数2】

【0075】

鋼帯１に付着して持ち上げられる溶融亜鉛膜Ｚの膜厚ｄ０を平均膜厚としたときに、上記式（２）における膜厚ｄ０を算出する際の膜厚係数ＴはＴ≒３．７×１０^−４であった。具体的に、搬送速度が１８０ｍ／分のときの持ち上げ膜厚ｄ０を６３１μｍ、搬送速度が１９０ｍ／分のときの持ち上げ膜厚ｄ０を６４８μｍ、搬送速度が２００ｍ／分のときの持ち上げ膜厚ｄ０を６６５μｍ、搬送速度が２１０ｍ／分のときの持ち上げ膜厚ｄ０を６８２μｍとして、膜厚係数Ｔを算出した。また、図１３及び図１４に示したように、膜厚ｄ０は周期的に変動していることから、厚膜部の膜厚を平均膜厚の１２０％とし、薄膜部の膜厚を平均膜厚の８０％とした。さらに、パルスワイピングの実施時においては、膜厚平均化の効果として、平均膜厚に均一化されるものと仮定した。

【0076】

上記仮定のもとに算出したウェーバ数Ｗｅを図１５に示す。現状において、パルスワイピングを実施しない条件下で、鋼帯１の搬送速度が１８０ｍ／分を超えるとスプラッシュ疵が増加することを踏まえ、図１５に示すように、搬送速度が１８０ｍ／分の条件下で、パルスワイピングを実施しないときの厚膜部のウェーバ数Ｗｅ＝６６．５を、スプラッシュ疵発生の有無の閾値とする。式（１）による計算上では、パルスワイピングを実施することにより、搬送速度が２００ｍ／分以下のすべての条件下で、ウェーバ数Ｗｅを閾値以下とすることができる。すなわち、パルスワイピングを実施することにより、鋼帯１の搬送速度を、計算上、１８０ｍ／分から２００ｍ／分に上昇させても、スプラッシュ疵の発生を抑えることができることが分かった。

【0077】

（４）実施例
次に、第１の実施の形態にかかるガスワイピング装置１０を用いて、溶融亜鉛浴から鉛直方向に引き上げられる幅１，０００ｍｍの鋼帯１に対して主ワイピングを行うにあたり、パルスワイピングの実施の有無によるスプラッシュ疵の発生状況を比較した。パルスワイピングは、第１の実施の形態で説明したフローチャートに従って実行した。以下の実施例及び比較例において、主ワイピングを実施する際の噴射圧は５０ｋＰａ、主ワイピングガスの衝突位置からパルスワイピングガスの衝突位置までの距離は１０ｍｍ、補助ワイピングノズル３０のガス噴射口から鋼帯１のエッジまでの距離は１０ｍｍとした。また、パルスワイピングを実施する際の噴射方向が水平方向に対して成す角度θは１５°、鋼帯１の表面に対して成す角度αは１５°とした。

【0078】

（実施例１〜６）
実施例１〜６では、鋼帯１の搬送速度を１５０ｍ／分とした。この場合、第１及び第２のレーザー変位計４１ａ，４１ｂの計測値に基づき求められた厚膜部の発生周期は１５Ｈｚであった。したがって、実施例１〜６では、パルスワイピングガスの噴射周期を１５Ｈｚとしてパルスワイピングを行うとともに、主ワイピングを実施した。実施例１〜６は、パルスワイピングガスの噴射圧を、５０〜３００ｋＰａまで５０ｋＰａ間隔に設定して、それぞれパルスワイピングを行った。

【0079】

（実施例７）
実施例７では、鋼帯１の搬送速度を１８０ｍ／分とした。この場合、第１及び第２のレーザー変位計４１ａ，４１ｂの計測値に基づき求められた厚膜部の発生周期は１９Ｈｚであった。したがって、実施例７では、パルスワイピングガスの噴射圧を２００ｋＰａ、噴射周期を１９Ｈｚとしてパルスワイピングを行いながら、主ワイピングを実施した。

【0080】

（比較例１）
比較例１では、鋼帯１の搬送速度を１５０ｍ／分とし、パルスワイピングを行わずに、主ワイピングを実施した。

【0081】

実施例１〜８及び比較例１によるスプラッシュ疵の発生状況の評価結果を表１に示す。スプラッシュ疵の発生状況の評価は以下のように行った。
◎：鋼帯１０００ｍ当たりのスプラッシュ疵が２個未満
○：鋼帯１０００ｍ当たりのスプラッシュ疵が２個以上５個未満
△：鋼帯１０００ｍ当たりのスプラッシュ疵が５個以上１０個未満
×：鋼帯１０００ｍ当たりのスプラッシュ疵が１０個以上

【0082】

【表1】

【0083】

表１から分かるように、比較例１では、スプラッシュ疵が１０個以上発生しているのに対して、実施例１〜６では、同一の搬送速度で、噴射圧を５０〜３００ｋＰａとしてパルスワイピングを実施したことにより、スプラッシュ疵の発生が低減した。この実施例の条件下では、噴射圧が１５０〜２００ｋＰａとすることが特に有効である。また、搬送速度を上昇させた実施例７においても、搬送速度を高めたにもかかわらず、スプラッシュ疵の発生を効果的に低減することができた。

【0084】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0085】

例えば、上記の実施形態においては、パルスワイピングガスを鋼帯１のエッジ部のみに吹き付ける例を説明したが、本発明はかかる例に限定されない。補助ワイピングノズル３０を、鋼帯１の幅方向の中央部にも配置して、鋼帯１の中央部にもパルスワイピングガスを吹き付けるように構成することもできる。このように構成することによって、鋼帯１の幅方向の全体に渡って溶融亜鉛膜Ｚの膜厚ｄ０が平均化され、鋼帯１全体からのスプラッシュの発生を低減することができるとともに、最終的に形成される溶融亜鉛膜Ｚの膜厚ｄ０を均一にすることができる。

【符号の説明】

【0086】

１ 鋼帯
５ 厚膜部
１０ ガスワイピング装置
２０ 主ワイピングノズル
３０ 補助ワイピングノズル
４０ 膜厚変動計測部
４１ａ 第１のレーザー変位計
４１ｂ 第２のレーザー変位計
５０ 制御部
５２ 膜厚変動演算部
５４ パルス噴射制御部
Ｚ 溶融亜鉛膜
Ｚｓ 余剰の溶融亜鉛膜
Ｚ’ 流下液膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】